Bộ Giáo dục Đào tạo Trường Đại học Mỏ - Địa chất Nguyễn Trọng Cừ Nghiên cứu đề xuất giải pháp ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực nội thành Hải Phòng, áp dụng cho công trình Trung tâm thương mại EIE Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Hà Nội - 2007 Bộ Giáo dục Đào tạo Trường Đại học Mỏ - Địa chất Nguyễn Trọng Cừ Nghiên cứu đề xuất giải pháp ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực nội thành Hải Phòng, áp dụng cho công trình Trung tâm thương mại EIE Chuyên ngành: Địa chất công trình Mà số: 60.44.65 Luận văn thạc sü kü tht Ngêi híng dÉn khoa häc PGS.TS T¹ Đức Thịnh Hà Nội - 2007 II Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Trọng Cừ III Mục lục Trang Trang phơ b×a I Lêi cam ®oan II Môc lôc III Danh mục bảng VI Danh mục ảnh hình vẽ VII Mở đầu Chương 1: Tổng quan ổn định giải pháp ổn định hố móng đào sâu 1.1 Kh¸i niệm hố móng đào sâu 1.2 Vấn đề ổn định hố móng đào sâu 1.2.1 Vấn đề trượt thành hố móng 1.2.2 VÊn ®Ị trồi đáy hố móng 15 1.2.3 Vấn đề bục đáy hố mãng 16 1.2.4 Vấn đề cát chảy, xói ngầm 17 1.2.5 Vấn đề nước chảy vµo hè mãng 18 1.3 Các giải pháp đảm bảo ổn định hố móng đào sâu 19 1.3.1 Giải pháp chắn giữ cọc xi măng đất 20 1.3.2 Giải pháp chắn giữ cäc hµng 29 1.3.3 Giải pháp chắn giữ chống 30 1.3.4 Giải pháp chắn giữ tường liên tục đất 34 1.3.5 Giải pháp chắn giữ neo đất 37 Chương 2: Đặc điểm địa chất công trình cấu trúc khu vực nội thành Hải Phòng 40 2.1 Đặc điểm địa chất công trình khu vực Hải Phòng 40 2.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên, dân cư kinh tế 40 2.1.2 Đặc điểm địa chất trầm tích Đệ tứ khu vực Hải Phòng 44 IV 2.1.3 Đặc điểm địa chất thuỷ văn 47 2.1.4 C¸c hiƯn tượng địa chất tự nhiên địa chất động lực công trình khu vực Hải Phòng 49 2.1.5 Địa tầng tính chất lý lớp đất 49 2.2 Ph©n chia cÊu tróc khu vực nội thành Hải Phòng 55 2.2.1 Kh¸i niƯm vỊ cÊu tróc nỊn 55 2.2.2 Phân loại lớp đất theo khả chịu tải 57 2.2.3 Nguyên tắc phân chia cấu trúc phục vụ tính toán ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực nội thành Hải Phòng 59 2.2.4 C¸c kiĨu cÊu tróc phục vụ tính toán ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực nội thành Hải Phòng 62 Chương 3: Đề xuất giải pháp ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực nội thành Hải Phòng 75 3.1 Khái niệm nhà cao tầng 75 3.2 VÊn ®Ị ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực nội thành Hải Phòng 75 3.2.1 VÊn ®Ị trượt thành hố móng 76 3.2.2 Vấn đề trồi đáy hố móng 76 3.2.3 Vấn đề bục đáy hố móng 77 3.2.4 Vấn đề cát chảy, xói ngÇm 77 3.2.5 Vấn đề nước chảy vào hố móng 77 3.3 Các giải pháp đảm bảo ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực nội thành Hải Phòng 78 3.3.1 Hè mãng cã tầng hầm (chiều sâu H = 4m) 79 3.3.2 Hè mãng cã tầng hầm (chiều sâu H = 7m) 79 3.3.3 Hè mãng cã tÇng hầm trở lên (chiều sâu H 9m) 81 Chương 4: Tính toán ổn định hố móng công trình Trung tâm thương mại EIE 83 4.1 Giíi thiƯu c«ng trình Trung tâm thương mại EIE 83 V 4.2 Đặc điểm địa chất công trình khu xây dựng Trung tâm thương mại EIE 84 4.2.1 Địa hình 84 4.2.2 Đặc điểm địa tầng tính chất lý lớp đất 85 4.2.3 Đặc điểm địa chất thuỷ văn 86 4.3 Vấn đề ổn định hố móng đào sâu công trình Trung tâm thương mại EIE 88 4.3.1 VÊn đề trượt thành hố móng 88 4.3.2 Vấn đề trồi đáy hố móng 92 4.3.3 Vấn đề nước chảy vào hố móng 93 4.4 Lùa chän gi¶i pháp chắn giữ hố móng công trình Trung tâm thương m¹i EIE 94 4.5 Thiết kế tính toán ổn định giải pháp ổn định hố móng công trình Trung tâm thương mại EIE 95 4.5.1 ThiÕt kÕ têng ch¾n b»ng cäc xi măng-đất 95 4.5.2 Tính toán tường chắn cọc xi măng-đất theo thiết kế 97 KÕt luËn 107 Tµi liƯu tham kh¶o 109 VI Danh mục bảng STT Bảng Nội dung Trang 1.1 Bảng tra góc để tìm mặt trượt nguy hiểm 10 2.1 Các tiêu lý đất phụ hệ tầng Thái Bình (QIV3tb1) 50 2.2 Các tiêu lý đất phụ hệ tầng Thái Bình (Q IV3tb2) 51 2.3 Các tiêu lý đất phụ hệ tầng Hải Hưng (mbQIV1-2hh1) 52 2.4 Các tiêu lý đất phụ hệ tầng Hải Hưng (mQIV1-2hh2) 53 2.5 Các tiêu lý đất hệ tầng Vĩnh Phúc (aQII-III2vp) 54 2.6 Các tiêu lý đất hệ tầng Xuân Sơn (S2-D1xs) 55 2.7 Bảng phân loại đất theo sức chịu tải quy ước R0 58 2.8 Bảng phân loại đất khu vực nội thành Hải Phòng 58 10 2.9 Bảng phân chia cấu trúc phụ kiểu A-I 65 11 2.10 Bảng phân chia cÊu tróc nỊn phơ kiĨu A-II 67 12 2.11 Bảng phân chia cấu trúc phụ kiểu A-III 69 13 4.1 Các tiêu lý đất công trình Trung tâm thương mại EIE 86 14 4.2 Bảng tính toán ổn định trượt hố móng tâm O1, bán kính R1 90 15 4.3 Bảng tính toán ổn định trượt hố móng tâm O1, bán kính R2, R3… 91 16 4.4 KÕt qu¶ thÝ nghiƯm nÐn në hông mẫu hỗn hợp xi măng đất 96 17 4.5 Bảng kết tính hệ số an toàn ổn định chống trượt 99 18 4.6 Bảng kết tính hệ số an toàn ổn định tổng thể 102 19 4.7 Bảng tính cường độ chịu cắt hỗ hợp xi măng đất 104 VII Danh mục ảnh h×nh vÏ STT H×nh Néi dung Trang 1.1 H×nh dạng hố móng đào sâu 1.2 ổn định trượt hố móng 1.3 Phương pháp tính toán ổn định mái đất mặt trụ tròn 1.4 Tìm mặt trượt nguy hiểm theo phương pháp Fellenius 10 1.5 Tìm mặt trượt nguy hiểm theo phương pháp phân mảnh 11 1.6 Tính toán ổn định mái đất theo phương pháp tra bảng Goldstein 13 1.7 Tính toán ổn định mái đất theo pp mặt nghiêng ổn định Maxlop 14 1.8 Mất ổn định hố móng tượng cát chảy 17 1.9 Phản ứng hoá học xi măng đất 22 10 1.10 Kết cấu chắn giữ có dạng tường 23 11 1.11 Kết cấu tường chắn xi măng đất theo kiểu tường ô cách 24 12 1.12 Mấy kiểu mặt cắt kết cấu tường chắn xi măng đất 25 13 1.13 Các kiểu phá hỏng tường chắn xi măng đất 25 14 1.14 Kiểm tra tính ổn định chống trượt chống nghiêng lật 26 15 1.15 Kiểm tra tính ổn định tổng thể 27 16 1.16 Hình ảnh chắn giữ hố móng đào sâu cọc xi măng đất 28 17 1.17 Các loại hình thức chắn giữ cọc hàng 29 18 1.18 Chống giữ kiểu nén nhịp 32 19 1.19 Chống giữ kiểu nén nhiều nhịp 33 20 1.20 Hình ảnh chắn giữ hố móng đào sâu tường liên tục đất 36 21 1.21 Các loại neo dùng để chắn giữ hè mãng 38 VIII STT H×nh Néi dung Trang 22 2.1 Hình trụ hố khoan đặc trưng cấu trúc kiểu A 63 23 2.2 Hình trụ hố khoan đặc trng cÊu tróc nỊn kiĨu B 64 24 2.3 H×nh trụ hố khoan đặc trưng cấu trúc phụ kiểu A-I 66 25 2.4 Hình trụ hố khoan đặc trưng cÊu tróc nỊn phơ kiĨu A-II 68 26 2.5 H×nh trụ hố khoan đặc trưng cấu trúc phụ kiểu A-III 70 27 2.6 Hình trụ hố khoan đặc trưng cấu trúc dạng A-IIa 72 28 2.7 Hình trụ hố khoan đặc trưng cấu trúc dạng A-IIb 73 29 2.8 Bản đồ phân vùng cấu trúc khu vực nội thành Hải Phòng 74 30 4.1 Mặt xây dựng công trình Trung tâm thương mại EIE 83 31 4.2 Quy mô công trình Trung tâm thương mại EIE 84 32 4.3 Mặt cắt địa chất công trình Trung tâm thương mại EIE 87 33 4.4 Tính toán ổn định trượt thành hố móng 89 34 4.5 Kết cấu tường chắn xi măng đất cho Trung tâm thương mại EIE 96 35 4.6 Kiểm tra tính ổn định chống trượt cho tường chắn xi măng-đất 97 36 4.7 Kiểm tra tính ổn định chống nghiêng lật cho tường chắn xi măng-đất 99 37 4.8 Bảng tính ứng suất cắt thân tường chắn xi măng đất 101 Mở đầu Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, với phát triển kinh tế - xà hội, công trình nhà cao tầng ngày dược xây dựng nhiều hơn, đặc biệt đô thị lớn thành phố Hải Phòng Hầu hết nhà cao tầng có tầng hầm để tăng diện tích sử dụng, khống chế chiều cao dùng để ứng phó tình trạng khẩn cấp phòng vệ dân Những nhà cao tầng có tầng hầm đặt sâu đất, phải chịu tác động công trình đặt mặt đất phải chịu tác động đặc biệt môi trường đất xung quanh Việc thiết kế, thi công chúng cần có xem xét, nghiên cứu riêng biệt Tại khu vực nội thành Hải Phòng xây dựng nhiều nhà cao tầng với hố móng đào sâu, cấu trúc chủ yếu đất yếu nên khả ổn định hố móng lớn Cho đến nay, chưa có công trình nghiên cứu cách đầy đủ, có hệ thống ổn định đề xuất giải pháp ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực nội thành Hải Phòng Vì vậy, việc nghiên cứu ổn định đề xuất giải pháp ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu làm sáng tỏ ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng với kiểu cấu trúc khác khu vực nội thành Hải Phòng, từ đề xuất giải pháp đảm bảo ổn định cho hố móng đào sâu khu vực Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu: Sự ổn định giải pháp đảm bảo ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng Phạm vi nghiên cứu: Khu vực nội thành Hải Phòng 96 Độ dài cọc (L): L = (1,8 - 2,2)H lớn chiều sâu ổn định lớn hố móng chưa gia cố (8m) Khi tính toán ổn định tường chắn, cã thĨ lÊy L 11m) ChiỊu réng th©n têng: B = (0,7 - 0,95)H, lÊy B = 0,87H = 5,2m Víi chiỊu réng cđa th©n têng B = 5,2m, thiết kế tường chắn cọc xi măng đất bố trí theo kiểu tường ô cách (Hình 4.5), cọc xi măng đất có đường kính 700mm, khoảng chồng tiếp cọc 200mm Hình 4.5: Kết cấu tường chắn xi măng đất cho Trung tâm thương mại EIE Qua thí nghiệm phòng với đất lấy lớp 2, với tỷ lệ trộn lượng xi măng đất từ 12% đến 15%, ép mẫu nở hông theo ngày tuổi hỗn hợp xi măng đất kết bảng 4.4 Bảng 4.4 Kết thí nghiệm nén nở hông mẫu hỗn hợp xi măng đất Cường độ nén nở hông trung bình qu (T/m2) Tỷ lệ lượng xi măng trộn đất aw (%) ngµy 28 ngµy 90 ngµy 12 27,6 52,8 61,7 13 32,5 58,1 67,9 14 37,3 65,8 74,5 15 42,7 73,1 85,9 STT 97 Nh vËy, sau gia cè víi tû lƯ lỵng xi măng đất 12% đến 15% cường độ nén nở hông đất (qu) tăng từ 20 lần (từ 3,14 T/m2 đến 61,7 T/m2) đến 27 lần (từ 3,14 T/m2 ®Õn 85,9 T/m2) so víi ®Êt cha gia cố Để phục vụ tính toán, thiết kế tỷ lệ lượng xi măng đất (aw) 15% 4.5.2 Tính toán tường chắn cọc xi măng-đất theo thiết kế 4.5.2.1 Kiểm tra tính ổn định chống trượt Kiểm tra tính ổn định chống trượt (hình 4.6) theo công thøc (4.2) Kh W tan c.B E p (4.2) Ea B H W Ha Ea Ep Hp hp Hình 4.6 Trọng lượng thân thân tường (W) tính theo công thức: W B.L. hh Trong đó: hh : khối lượng thể tích hỗn hợp xi măng đất : khối lượng thể tích đất phạm vi chiều sâu gia cố xi măng đất ( = 1,758 g/cm3 = 1,758 T/m3) xm : khối lượng thể tích xi măng (xm = 1,5 g/cm3 = 1,5 T/m3) 98 aw : Tỷ lệ lượng xi măng trộn đất (aw = 15%) hh (1 a w ) a w xm (1 0,15).1,758 0,15.1,5 1,719 (T/m3) Nh vËy, W 5,2.L.1,719 8,94.L T/m (4.3) Tường chắn xi măng-đất theo thiết kế có lưng tường thẳng đứng, mặt đất sau lưng tường nằm ngang, phạm vi chiều sâu tường đất có lớp (lớp 2) áp lực đất chủ động (Ea) lên tường chắn tính theo công thức: 2c 2 o o E a H a tg ( 45 ) cH a tg( 45 ) 2 Trong đó: : góc ma sát lớp đất chỗ chân tường ( = 10o11) c: lực dính kết của lớp đất chỗ chân têng (c = 0,086 KG/cm2 = 0,86 T/m2) Ha: chiÒu cao tính toán áp lực đất chủ động (Ha = L) 10 o11' 10 o11' 2.0,86 2 o o E a 1,758.L tg (45 ) 2.0,86.L.tg( 45 ) 2 1,758 E a 0,62.L2 1,44L 0,83 (T/m) (4.4) ¸p lực đất bị động (Ep) lên tường chắn tính theo c«ng thøc: E p H p tg (45o ) cH p tg(45o ) 2 Trong ®ã: Hp: chiều cao tính toán áp lực đất bị động (Hp = Ha - H = L - H) H: chiÒu s©u hè mãng (H = 6m) 10 o11' 10 o11' 2 o o E p 1,758.(L 6) tg ( 45 ) 2.0,86.(L 6).tg(45 ) 2 E p 1,27.(L 6)2 2,05.(L 6) (T/m) (4.5) 99 Theo tõng ®é dµi cäc (L) råi thay vµo (4.3), (4.4), (4.5) công thức (4.2) hệ số an toàn ổn định chống trượt (Kh) theo bảng (4.5) Bảng 4.5 Bảng kết tính hệ số an toàn ổn định chống trượt Hệ số an áp lực đất toàn ổn định bị động chống trượt Ep (T/m) (Kh) 41,63 1,074 STT Độ dài cọc xi măng đất L(m) 11 Trọng lượng thân thân tường W (T) 98,34 12 107,28 72,02 57,48 1,128 13 116,22 85,93 75,84 1,177 14 125,17 101,07 96,70 1,223 15 134,11 117,44 120,08 1,265 16 143,05 135,04 145,96 1,304 17 151,99 153,87 174,35 1,339 18 160,93 173,92 205,25 1,372 áp lực đất chủ động Ea (T/m) 59,33 Để tường xi măng đất ổn định chống trượt hệ số an toàn ổn định chống trượt (Kh) phải lớn 1,3 Theo kết tính toán bảng (4.5) chọn độ dài cọc xi măng đất L = 16m 4.5.2.2 Kiểm tra tính ổn định chống nghiêng lật Kiểm tra tính ổn định chống nghiêng lật (hình 4.6) theo công thøc (4.6) Ko Wb E p h p Ea (4.6) 100 B hop hoa H W Ha Ea Ep Hp hp A b b H×nh 4.6 Trong đó: b: cánh tay đòn điểm A trọng lượng thân tường W B 5,2 2,6 m 2 hp: cánh tay đòn điểm A chân tường áp lực đất bị động b L hp hp L h op 2.c .tg( 45 o ) L..tg( 45 o ) 2.c 3..tg(45 o ) 10 o11' ) 2.0,86 = 5,06 m 10 o11' o 3.1,785.tg(45 ) 16.1,785.tg(45 o ha: c¸nh tay đòn điểm A chân tường ¸p lùc ®Êt chđ ®éng L L h oa 2.c .tg( 45 o ) L..tg( 45 o ) 2.c 3..tg(45 o ) 101 10 o11' 16.1,785.tg( 45 ) 2.0,86 = 4,95 m 10 o11' o 3.1,785.tg(45 ) o Thay vào công thức (4.2) hệ số an toàn ổn định chống nghiêng lật: Ko Wb E p h p Ea 143,05.2,6 147,89.5,06 1,663 137,44.4,59 Hệ số an toàn ổn định chống nghiêng lật Ko > 1,4 nên tường chắn xi măng đất theo thiết kế đà đảm bảo ổn định chống nghiêng lật 4.5.2.3 Kiểm tra tính ổn định tổng thể Dùng phương pháp trượt cung tròn hình trụ để kiểm tra tính ổn định tổng thể tường chắn (hình 4.7) tính toán theo công thức (4.7) B O H bi W L i D A wi B H×nh 4.7 n K n c i l i (q i b i w i ) cos i tgi i 1 i 1 n (q b i 1 i i w i ) sin i Trong đó: bi: độ rộng băng đất thứ i (m) li: chiều dài cung trượt băng đất thứ i (m) (4.7) 102 qi: tải trọng mặt đất băng đất thứ i (qi = T/m2) wi: trọng lượng băng đất thứ i (T/m) i: góc tạo thành tiếp tuyến điểm cung trượt với đường nằm ngang băng đất thứ i (độ) i: góc ma sát đất băng đất thứ i (i = 10o11) ci: lực dính kết của đất băng đất thø i (ci = 0,86 T/m2) K: hÖ sè an toàn ổn định tổng thể (K 1,2) Vì qi = T/m2 đồng nên công thức (4.7) cã thÓ viÕt: n K c.L tg w i cos i i 1 n w i sin i i 1 (4.8) §Ĩ tÝnh ỉn định tổng thể tường chắn xi măng đất, ta tính tâm trượt có hệ số ổn định nhỏ theo tính toán ổn định trượt thành hố móng chưa gia cố tâm O (hình 4.7) Bán kính cung trượt qua đáy tường chắn xi măng-đất (R = 16m) Chia lăng thể trượt làm 23 mảnh, mảnh có chiều rộng bi = 1,3m, kết tính toán theo bảng 4.6 Bảng 4.6 Bảng kết tính hệ số an toàn ổn định tổng thể 103 Diện tích mảnh Si (m2) 20,760 20,615 20,332 19,904 19,319 18,563 17,612 16,433 14,972 10 13,129 11 10,697 12 5,999 13 12,960 14 12,815 15 12,532 16 12,104 17 11,519 18 10,763 19 9,812 20 8,633 21 7,172 22 5,329 23 2,998 Tæng céng: i wi = i.Si (T) (T/m ) Sè hiƯu m¶nh 1,719 1,719 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 1,758 35,69 35,44 35,74 34,99 33,96 32,63 30,96 28,89 26,32 23,08 18,81 10,55 22,78 22,53 22,03 21,28 20,25 18,92 17,25 15,18 12,61 9,37 5,27 L Chiều dài cung trượt: i 2…20' 7…1' 11…44' 16…33' 21…29' 26…35' 31…56' 37…37' 43…47' 50…42' 58…52' 76…43' -2…20' -7…1' -11…44' -16…33' -21…29' -26…35' -31…56' -37…37' -43…47' -50…42' -61…11' cosi sini 0,999 0,041 0,993 0,122 0,979 0,203 0,959 0,285 0,931 0,366 0,894 0,447 0,849 0,529 0,792 0,610 0,722 0,692 0,634 0,773 0,517 0,856 0,230 0,973 0,999 -0,041 0,993 -0,122 0,979 -0,203 0,959 -0,285 0,931 -0,366 0,894 -0,447 0,849 -0,529 0,792 -0,610 0,722 -0,692 0,634 -0,773 0,482 -0,876 L= 44,12 wicosi (T) wisini (T) 35,66 35,17 35,00 33,54 31,61 29,19 26,28 22,89 19,01 14,63 9,73 2,43 22,77 22,36 21,57 10,18 18,85 16,92 14,64 12,02 9,10 5,94 2,54 452,02 1,45 4,32 7,27 9,96 12,43 14,60 16,37 17,63 18,21 17,85 16,09 10,26 -0,93 -2,75 -4,48 -6,06 -7,41 -8,46 -9,12 -9,26 -8,72 -7,25 -4,62 77,39 R 3,14.2 158 44,12m 180 180 Thay giá trị vào (4.8) được: n K c.L tg w i cos i i 1 n w i 1 i sin i 0,86.44,12 tg(10 o11' ).452,02 1,539 77,39 104 Hệ số an toàn ổn định tổng thể K > 1,2 Như vậy, tường chắn xi măng đất theo thiết kế đà đảm bảo ổn định tổng thể 4.5.2.4 Kiểm tra ứng suất cắt thân tường chắn xi măng đất Dưới tác động áp lực đất theo chiều ngang, thân tường chịu nén lệch tâm, tường có xu hướng bị cắt Kiểm tra ứng suất cắt thân tường theo công thức (4.9) E Wi1 q j Bi Trong đó: Eai: áp lực chủ động bên mặt cắt kiểm tra (T/m) Wi: trọng lượng thân tường bên mặt cắt kiểm tra (T/m) Bi: bề rộng mặt cắt kiĨm tra (Bi = 5,2m) 1: hƯ sè chèng c¾t ®øt cđa vËt liƯu th©n têng, 1 = 0,4 - 0,5 (lấy = 0,4) qj: giá trị thiết kế cường độ chịu cắt xi măng đất, qj = qu/3 (T/m2) qu: giá trị thiết kế cường độ chịu nén xi măng đất (T/m2), phụ thuộc vào tỷ lệ lượng xi măng đất Kết tính toán theo bảng 4.7 Bảng 4.7 Bảng tính ứng suất cắt thân tường chắn xi măng đất qj = qu/3 aw qu (%) (T/m2) (T/m2) (T/m2) 12 61,7 20,6 10,3 13 67,9 22,6 11,3 14 74,5 24,8 12,4 STT qj/2 105 15 85,9 28,6 14,3 Chän mặt cắt tính toán vị trí cách đáy tường chắn 1m (chiều sâu tính toán tường Hi = 15m) giá trị sau: áp lực đất chủ động (Eai) lên tường chắn bên mặt cắt kiểm tra tính theo công thức: 2c 2 o o E H i tg ( 45 ) 2cH i tg(45 ) 2 10 o11' 10 o11' 2.0,86 2 o o E 1,758.15 tg ( 45 ) 2.0,86.15.tg(45 ) 2 1,758 E 119,55 T/m Trọng lượng thân tường bên mặt cắt kiểm tra (Wi) tính theo công thức: Wi B.H i hh 5,2.15.1,719 134,11 T/m Thay giá trị vào công thức (4.9) ứng suất cắt thân tường: E Wi 119,55 134,11.0,4 = 12,67 T/m2 Bi 5,2 Căn vào bảng 4.7, với ứng suất cắt thân têng = 12,67 chØ cã tû lƯ lỵng xi măng đất aw = 15% thoả mÃn < qj/2 Như vậy, tỷ lệ lượng xi măng đất 15% hợp lý, tường chắn xi măng đất theo thiết kế không bị cắt tác động áp lực đất Nhận xét: Với đặc điểm địa chất công trình đà nêu chiều sâu hố móng công trình Trung tâm thương mại EIE 6m, tác giả đà sử dụng giải pháp chắn giữ hố móng tường chắn cọc xi măng đất Thiết kế chiều rộng thân tường 5,2m, độ dài cọc là16m, cọc xi măng đất có đường kính 700mm, khoảng chồng tiếp cọc 200mm bố trí theo kiểu tường ô cách, tỷ lệ lượng xi măng trộn đất 15% Qua tính toán kiểm 106 tra tính ổn định chống trượt, ổn định chống nghiêng lật, tính ổn định tổng thể ứng suất cắt thân tường, cho thấy tường chắn cọc xi măng đất theo thiết kế đà đảm bảo ổn định 107 Kết luận Qua kết nghiên cứu đề xuất giải pháp đảm bảo ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực nội thành Hải Phòng, 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 Hải Phòng 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 công công trình hố móng không thuận lợi Lân cận công trình thường có công trình xây dựng vĩnh cửu, công trình lịch sử, nghệ thuật bắt buộc phải an toàn, đào có mái dốc, yêu cầu việc ổn định khống chế chuyển dịch nghiêm ngặt 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 công trình công trình lân cận - Các vấn đề ổn định hố móng đào sâu là: vấn đề trượt thành hố móng, vấn đề trồi đáy hố móng, vấn đề bục đáy hố móng, vấn đề cát chảy, xói ngầm vấn đề 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 xi măng đất, 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 tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất công trình, quy mô hố đào, công trình lân cận hố móng, điều kiện kinh tế điều kiện thi công công trình mà lựa chọn giải pháp chắn giữ hố móng khác - Điều kiện địa chất công trình khu vực nội thành Hải Phòng phức tạp, không đồng nhất, biến đổi nhiều, gây khó khăn cho công tác thiết kế, thi công hố móng đào sâu Dựa có mặt, độ sâu phân bố chiều dày 108 lớp đất có sức chịu tải yếu, đất khu vực nội thành Hải Phòng chia kiểu cấu trúc (A vµ B), phơ kiĨu (A-I, A-II vµ A-III) dạng (A-IIa A-IIb) ứng với kiểu cấu trúc gặp vấn đề ổn định hố móng đào sâu khác nhau, với mức độ xảy phụ thuộc vào phân bố loại ®Êt tõng kiĨu cÊu tróc nỊn thi c«ng hố móng đào sâu phục vụ cho công tác thi công móng tầng hầm cho nhà cao tầng - Căn vào đặc điểm cấu trúc chiều sâu hố móng để đề xuất giải pháp đảm bảo ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực nội thành Hải Phòng sau: + Hố móng có tầng hầm (chiều sâu H = 4m): sử dụng giải pháp chắn giữ hố móng cừ thép cho tất kiểu cấu trúc + Hố móng có tầng hầm (chiều sâu H = 7m): giải pháp chắn giữ cọc xi măng đất, chắn giữ cọc hàng chắn giữ tường liên tục đất sử dụng cho tất kiểu cấu trúc nền; giải pháp chắn giữ cừ thép sử dơng cho cÊu tróc nỊn kiĨu B, phơ kiĨu A-I phụ kiểu A-II, giải pháp chắn giữ neo ®Êt cã thĨ sư dơng cho cÊu tróc nỊn kiểu B, phụ kiểu A-I phụ kiểu A-II dạng A-IIa + Hố móng có tầng hầm trở lên (chiỊu s©u H 9m): chiỊu s©u hè mãng lớn, giải pháp khả thi chắn giữ hố móng tường liên tục, giải pháp sử dụng cho tất kiểu cấu trúc - Căn vào điều kiện địa chất công trình, chiều sâu hố móng, vấn đề ổn định điều kiện thi công công trình Trung tâm thương mại EIE, tác giả đề xuất giải pháp chắn giữ hố móng tường chắn cọc xi măng đất Thiết kế tường chắn cọc xi măng đất có chiều rộng thân tường 5,2m, độ dài cọc là16m, cọc xi măng đất có đường kính 700mm, khoảng chồng tiếp cọc 200mm bố trí theo kiểu tường ô cách, tỷ lệ lượng xi măng trộn đất 15% Qua tính toán chắn giữ hố móng theo giải pháp này, cho thấy tường chắn cọc xi măng đất theo thiết kế đà đảm bảo ổn định 109 Tài liệu tham khảo Đặng Văn Bát (1998), Địa chất đệ tứ - Tân kiến tạo chuyển động kiến tạo đại Việt Nam, Bài giảng Cao học Cao Văn Chí (2005), Các phương pháp giải toán địa kỹ thuật, Bài giảng Cao học Đỗ Đình Đức (2001), Thi công hố đào cho tầng hầm nhà cao tầng đô thị Việt Nam, Luận án tiến sỹ kỹ thuật Vũ Công Ngữ, Nguyễn Văn Thông (2003), Cơ học đất, Nhà xuất giáo dục Nguyễn Bá Kế (2002), Thiết kế thi công hố móng sâu, Nhà xuất xây dựng Phan Trường Phiệt (2001), áp lực đất tường chắn đất, Nhà xuất xây dựng Nguyễn Huy Phương, Tạ Đức Thịnh nnk (2005), Các phương pháp tính toán công nghệ cải tạo, xử lý nền, Bài giảng Cao học Nguyễn Huy Phương, Tạ Đức Thịnh nnk (2005), Các phương pháp tính toán công nghệ thi công móng, Bài giảng Cao học Nguyễn Văn Quảng (2006), Nền móng tầng hầm nhà cao tầng, Nhà xuất xây dựng 10 Nguyễn Văn Quảng (2006), Nền móng nhà cao tầng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 11 Nguyễn Văn Quảng, Đỗ Đình Đức (1999), Nghiên cứu biến dạng đất đào hố sâu, Tạp chí xây dựng tháng tháng năm 1999 12 Lê Trọng Thắng (2003), Các phương pháp thí nghiệm đất đá nguyên khối, Bài giảng Cao học 110 13 Lê Đức Thắng (2000), Nền móng, Nhà xuất xây dựng 14 Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT (1995), Bản đồ địa chất công trình thành phố Hải Phòng (nội thành phụ cận) tỷ lệ 1/25.000 15 Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT (1995), Bản đồ phân vùng địa chất công trình khu vực Hải Phòng tỷ lệ 1/50.000 16 Đỗ Minh Toàn (2004), Sự hình thành đặc tính địa chất công trình đất, Bài giảng Cao học 17 Phạm Văn Tỵ (1999), Cơ sở phương pháp hệ nghiên cứu địa chất công trình, Bài giảng Cao học 18 TCXD 194 : 2006, Nhà cao tầng - Công tác khảo sát Địa kỹ thuật 19 V.A Mironenko V.M Sextakov, (1974), Cơ sở thuỷ địa học Trộn nước Nhà xuất giáo dục Trộn 20 nướcV.D Lomtadze (1978), Địa chất công trình - Thạch luận công trình, Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 21 V.D Lomtadze (1982), Địa chất công trình - Địa chất động lực công trình, Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 22 V.D Lomtadze (1993), Địa chất công trình chuyên môn, Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 23 R Whitlow (1997), Cơ học đất, người dịch: Nguyễn Uyên Trịnh Văn Cương, Nhà xuất giáo dục 24 Vilen Alếchxêvích Ivácnhúc, Thiết kế xây dựng công trình ngầm công trình đào sâu, người dịch: Nguyễn Thế Phùng, Nhà xuất xây dựng 25 Fredlund D.G and Rahardjo H (1993), Soil Mechanics for Unsaturated soil John Wiley and Son, Inc USA 26 Tomlinnon M.J (1980), Foundation design construction, Pitman ... gây ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực nội thành Hải Phòng - Đề xuất giải pháp đảm bảo ổn định cho hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực nội thành Hải Phòng - áp dụng kết nghiên cứu. .. có công trình nghiên cứu cách đầy đủ, có hệ thống ổn định đề xuất giải pháp ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực nội thành Hải Phòng Vì vậy, việc nghiên cứu ổn định đề xuất giải pháp ổn. .. xuất giải pháp ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực nội thành Hải Phòng 75 3.1 Khái niệm nhà cao tầng 75 3.2 VÊn đề ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực nội thành Hải