Phân tích giải pháp xử lý nền móng nhà cao tầng bằng cọc xi măng đất

ðẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA -  - ðỒN MẠNH HÙNG PHÂN TÍCH GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG BẰNG CỌC XI MĂNG ðẤT CHUYÊN NGÀNH : ðỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÃ SỐ NGÀNH : 60.58.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 2010 CƠNG TRÌNH ðƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA ðẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS VÕ PHÁN Cán chấm nhận xét : GS TSKH NGUYỄN VĂN THƠ Cán chấm nhận xét : TS TRẦN TUẤN ANH Luận văn thạc sĩ ñược bảo vệ Trường ðại Học Bách Khoa, ðHQG Tp HCM ngày 01 tháng 09 năm 2010 Thành phần Hội ñồng ñánh giá luận văn thạc sĩ gồm: GS TSKH NGUYỄN VĂN THƠ PGS TS VÕ PHÁN TS LÊ BÁ VINH TS TRẦN TUẤN ANH TS CHU CƠNG MINH Chủ tịch Hội đồng ñánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành GS TSKH NGUYỄN VĂN THƠ PGS TS VÕ PHÁN ðẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA -*** - CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM ðộc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -*** Tp Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 07 năm 2010 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: ðỒN MẠNH HÙNG Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh : 25 / 09 / 1976 Nơi sinh: Quảng Trị Chuyên ngành: ðịa kỹ thuật xây dựng MSHV: 00907543 Khóa (Năm trúng tuyển) : 2007 I TÊN ðỀ TÀI: PHÂN TÍCH GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN MĨNG NHÀ CAO TẦNG BẰNG CỌC XI MĂNG ðẤT II NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: “Phân tích giải pháp xử lý móng nhà cao tầng cọc xi măng đất” với nội dung sau : Mở đầu Chương Tổng quan giải pháp xử lý móng nhà cao tầng cọc xi măng ñất Chương Cơ sở lý thuyết giải pháp xử lý móng nhà cao tầng cọc xi măng ñất Chương Nghiên cứu kết thí nghiệm cọc xi măng đất phòng trường Chương Ứng dụng cọc xi măng đất xử lý móng hộ cao cấp Waseco Plaza, Tân Bình Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 22/06/2009 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/7/2010 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS VÕ PHÁN Nội dung ñề cương Luận văn Thạc sĩ ñã ñược Hội ðồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH PGS.TS.VÕ PHÁN PGS.TS.VÕ PHÁN LỜI CẢM ƠN ðầu tiên, tác giả xin gửi lời tri ân ñến PGS.TS Võ Phán Thầy ñã hết lịng hướng dẫn định hướng nội dung nghiên cứu suốt trình tác giả thực luận văn tốt nghiệp Sự ñộng viên lời dạy tận tình Thầy giúp tác giả vượt qua khó khăn để hồn thành luận văn tốt nghiệp Kế ñến tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy Cơ mơn ðịa Cơ Nền móng - Khoa Kỹ thuật Xây dựng: PGS.TS Châu Ngọc Ẩn, TS Bùi Trường Sơn, TS Lê Bá Vinh, TS Nguyễn Minh Tâm, TS Trần Xuân Thọ, …ñã truyền ñạt kiến thức quý báu, tạo ñiều kiện thuận lợi để tác giả hồn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám ðốc Cơng ty WASE đồng nghiệp Cơng ty ñã hỗ trợ cho tác giả mặt thời gian điều kiện học tập khác để hồn thành tốt khoá học Cuối tác giả xin chân thành cám ơn người thân gia đình, tất bạn bè nhiệt tình động viên, giúp ñỡ trình học tập thực luận văn Kính chúc sức khỏe đến q thầy MỞ ðẦU ðặt vấn ñề : Cùng với phát triển nhanh chóng kinh tế, thị trường xây dựng Việt Nam ñã bùng nổ với hàng lọat cơng trình nhà cao tầng mọc lên nhanh chóng thị lớn, đặc biệt thành phố Hồ Chí Minh Móng nhà cao tầng cấu kiện chiếm phần lớn thời gian thi công kinh phí Tuy nhiên, giải pháp móng cho cơng trình khác biệt thời gian thi cơng kinh phí qui mơ cơng trình điều kiện địa chất tương tự Giải pháp móng thơng thường cho cơng trình móng bè, móng cọc ép móng cọc khoan nhồi Trong phương án móng cọc khoan nhồi có kinh phí thời gian thi cơng nhiều phương án móng cọc ép, thêm vào móng cọc khoan nhồi địi hỏi cơng nghệ thi cơng cao để bảo ñảm chất lượng cọc Phương án móng cọc ép lại có kinh phí thời gian thi cơng nhiều phương án móng bè Ưu điểm móng bè thi cơng mặt đất tận dụng lớp ñất tốt bên Do việc lựa chọn giải pháp móng cho cơng trình cần cân nhắc kỹ lưỡng Tại TP Hồ Chí Minh, khu vực thuận lợi để sử dụng móng bè khu vực phía Tây Nam thuộc Quận 11 đến Tân Bình qua quận Gị Vấp với lớp cấu tạo đặt móng cơng trình có tầng hầm lớp cát hạt trung phía lớp sét pha lẫn sỏi sạn Laterite cứng mỏng Lớp cát hạt trung bảo ñảm khả chịu tải, nhiên hệ số nén lún lớn nên dẫn đến tính tốn độ lún khơng đảm bảo, vượt giới hạn cho phép Do luận văn phân tích phương án sử dụng cọc xi măng ñất gia cố móng bè nhà cao tầng, ñưa kiến nghị cho việc áp dụng cọc xi măng đất vào việc xây dựng cơng trình Mục đích nghiên cứu đề tài : Gia cố ñất cọc xi măng ñất phương pháp tận dụng ñược nguồn nguyên liệu chỗ, phù hợp với ñiều kiện Việt Nam nên làm giảm giá thành cơng trình, mang lại hiệu kinh tế Tuy nhiên, việc áp dụng rộng rãi phương pháp bị hạn chế, phần chưa xây dựng ñược sở lý thuyết thực nghiệm vững Do đó, tốn đặt phải xây dựng ñược sở lý thuyết cho phương pháp, tiến hành nghiên cứu thực nghiệm ñể kiểm chứng Trước vấn ñề ñã trình bày ñề tài tập trung nghiên cứu giải vấn ñề sau : - Nghiên cứu giải pháp, sở lý thuyết gia cố đất móng bè cọc xi măng ñất - Nghiên cứu tương quan tiêu lý đất theo kết thí nghiệm phịng kết thí nghiệm thực tế trường để xác định tính chất học cọc xi măng ñất - ðưa kết luận kiến nghị dựa kết phân tích, giúp ñơn vị thiết kế có sở xem xét giải pháp sử dụng cọc xi măng ñất gia cố móng Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết : sử dụng cơng thức tính tốn sức chịu tải đất trước sau gia cố tác giả, rút thông số cần thiết nhằm phục vụ cho việc thiết kế cơng trình - Thí nghiệm, thực nghiệm : sử dụng kết thí nghiệm phịng trường để tính tốn - Mơ : nội dung luận văn sử dụng phần mềm Plaxis để mơ cọc xi măng đất gia cố móng bè cho cơng trình cụ thể Ý nghĩa khoa học thực tiễn ñề tài : Với ưu ñiểm riêng, giải pháp gia cố ñất cọc xi măng ñất ñược xem giải pháp hiệu cần ñược nghiên cứu ứng dụng rộng rãi Trên sở phân tích, đề tài đưa số liệu nhận xét mang tính định hướng cho việc áp dụng giải pháp xử lý cọc xi măng ñất Với nội dung trình bày luận văn, đơn vị thiết kế có sở ứng dụng cọc xi măng đất gia cố móng, nhanh qúa trình thi cơng cơng trình Phạm vi nghiên cứu luận văn : Luận văn phân tích cho việc áp dụng cọc xi măng đất gia cố móng cơng trình nhà cao tầng loại (9 ñến 16 tầng) ứng với ñiều kiện ñịa chất khu vực phường 2, quận Tân Bình, Hồ Chí Minh TĨM TẮT LUẬN VĂN Tên đề tài: Phân tích giải pháp xử lý móng nhà cao tầng cọc xi măng đất Tóm tắt: Cùng với phát triển nhanh chóng kinh tế, thị trường xây dựng Việt Nam ñã bùng nổ với hàng loạt cơng trình nhà cao tầng mọc lên nhanh chóng thị lớn, đặc biệt thành phố Hồ Chí Minh Giải pháp móng cho nhà cao tầng móng bè, móng cọc ép móng cọc khoan nhồi Trong phương án phương án móng bè có nhiều ưu điểm: thời gian thi cơng nhanh, giá thành thấp tận dụng lớp đất tốt bên Tại TP Hồ Chí Minh, khu vực thuận lợi để sử dụng móng bè khu vực phía Tây Nam thuộc Quận 11 đến Tân Bình qua quận Gị Vấp với lớp cấu tạo đặt móng cơng trình có tầng hầm lớp cát hạt trung phía lớp sét pha lẫn sỏi sạn Laterite cứng mỏng Lớp cát hạt trung bảo ñảm khả chịu tải, nhiên hệ số nén lún lớn nên dẫn đến tính tốn độ lún khơng đảm bảo, vượt q giới hạn cho phép Do luận văn phân tích phương án sử dụng cọc xi măng đất gia cố móng bè nhà cao tầng, ñưa kiến nghị cho việc áp dụng cọc xi măng ñất vào việc xây dựng cơng trình SUMMARY OF THESIS Title Analysis to solution of foundation treatment of multi-storey building by using the soil-cement column Abstract Together with rapid development of economy, the construction market in Vietnam has burst many multi-storey buildings built rapidly in big city, especially in Ho Chi Minh City At present, foundation solutions for multi-storey building used consist of raft foundation, compressed pile foundation or cast-in-place pile foundation In those methods, the solution which uses raft foundation has many advantages because of rapid construction time, low cost and utilization of the soil layer with bearing capacity above it In Ho Chi Minh City, the best favorable use of raft foundation is from the west southern areas of District 11 to Tan Binh District through Go Vap District In these areas, the base of basement of multi-storey buildings usually is placed in medium grain sand layer which hard, thin clay mixing lateritic gravel belows it The bearing capacity of medium grain sand layer is good However, because its coefficient of compressibility is a bit big, the settlement computation is not assured and exceeds allowable settlement Therefore, from above analysises, the thesis selects the solution of using soil cement column to strengthen raft foundation of multi-storey buildings and give proposals for this aplication in construction MỤC LỤC MỞ ðẦU ðặt vấn ñề ………………………………………………………………………….1 Mục ñích nghiên cứu ñề tài ……………………………………………………1 Phương pháp nghiên cứu ………………………………………………………… Ý nghĩa khoa học thực tiễn ñề tài Phạm vi nghiên cứu luận văn ………………………………………………….3 CHƯƠNG : TỔNG QUAN GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG BẰNG CỌC XI MĂNG ðẤT 1.1 Tổng quan móng cơng trình nhà cao tầng …………………………… 1.1.1 Khái niệm nhà cao tầng ……………………………………………… .4 1.1.2 Các loại móng nhà cao tầng……………………………………………… 1.1.2.1 Móng bè………………………………………………………………….5 1.1.2.2 Móng cọc…………………………………………………………… 1.1.2.3 Móng bè cọc……………………………………………………… 1.2 Giới thiệu chung cọc xi măng đất ………………………………………….8 1.2.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng giới …………………………… 1.2.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng nước……………………………….9 1.3 Tóm tắt phương pháp cọc xi măng ñất…………………………………… 10 1.4 Phương pháp thi công…………………………………………………………11 1.4.1 Phương pháp khô…………………………………………………………12 1.4.2 Phương pháp ướt …………………………………………………………13 1.5 Ứng dụng cọc xi măng gia cố móng …………………………………… 17 1.5.1 Bố trí cọc xi măng đất gia cố móng………………………………….17 1.5.2 Các phương pháp tính tốn gia cố nền……………………………………… 17 1.6 Nhận xét……………………………………………………………………….18 ... : 2007 I TÊN ðỀ TÀI: PHÂN TÍCH GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG BẰNG CỌC XI MĂNG ðẤT II NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: ? ?Phân tích giải pháp xử lý móng nhà cao tầng cọc xi măng đất? ?? với nội dung sau... Chương Tổng quan giải pháp xử lý móng nhà cao tầng cọc xi măng ñất Chương Cơ sở lý thuyết giải pháp xử lý móng nhà cao tầng cọc xi măng ñất Chương Nghiên cứu kết thí nghiệm cọc xi măng đất phịng trường... TỔNG QUAN GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG BẰNG CỌC XI MĂNG ðẤT 1.1 Tổng quan móng cơng trình nhà cao tầng: 1.1.1 Khái niệm nhà cao tầng : ðịnh nghĩa nhà cao tầng theo Uỷ ban Nhà cao tầng Quốc