- Về địa chất thủy văn: Thời gian khảo sát vào tháng 1 mùa khô, nước mặt
DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
Vấn đề địa chất công trình là vấn đề bất lợi về mặt ổn định, về mặt kinh tế cũng như khả năng xây dựng và sử dụng công trình, phát sinh do điều kiện địa chất công trình không đáp ứng được các yêu cầu làm việc bình thường của công trình. Khi khảo sát địa chất công trình, việc dự báo các vấn đề địa chất công trình có ý nghĩa rất quan trọng. Nó cho biết được những vấn đề bất lợi của điều kiện địa chất công trình đến việc xây dựng một công trình, từ đó cho phép đề ra các giải pháp thích hợp để khắc phục, bảo đảm công trình xây dựng kinh tế và ổn định lâu dài.
Qua tài liệu đánh giá sơ bộ điều kiện ĐCCT lô đất xây dựng, nhìn chung khu vực xây dựng có địa tầng phức tạp, gồm nhiều lớp có tính chất cơ lý khác nhau, bề dày biến đổi mạnh, do đó cần phải tiến hành đánh giá các vấn đề địa chất công trình ở từng khu nhà một cách cụ thể chi tiết.
4.1. Các vấn đề địa chất công trình đối với nhà văn hoá cao 5 tầng
Với cấu trúc đất nền như đã được trình bày trong chương 2, khi tiến hành xây dựng tòa nhà 5 tầng, có tải trọng 200 tấn/trụ có thể phát sinh các vấn đề ĐCCT sau:
• Vấn đề ổn định về cường độ
• Vấn đề ổn định về biến dạng
4.1.1. Vấn đề ổn định về cường độ4.1.1.1. Thiết kế sơ bộ giải pháp móng 4.1.1.1. Thiết kế sơ bộ giải pháp móng
Trong quá trình khảo sát sơ bộ, cơ quan khảo sát đã tiến hành khoan sơ bộ 2 hố khoan ở khu vực nghiên cứu. Chọn lỗ khoan HK1 để phân tích và lựa chọn giải pháp móng cho phù hợp với công trình. Từ mặt cắt địa chất công trình có thể nhận thấy cấu trúc nền đất qua lỗ khoan HK1 như sau:
Lớp 1: Đất thổ nhưỡng, sét, rễ cây thực vật…
Lớp 2: Sét pha xám nâu hồng trạng thái dẻo mềm, N=4
Lớp 3: Sét pha xám xanh, xám ghi lẫn hữu cơ trạng thái dẻo chảy, N=2
Lớp 4: Sét pha xám nâu hồng trạng thái dẻo cứng, N=10
Nhìn vào cấu trúc nền đất khu vực xây dựng như trên nhận thấy: với quy mô xây dựng 5 tầng , tải trọng 200 T/trụ thì giải pháp móng nông là không hợp lý
về mặt kỹ thuật, gây biến dạng cho công trình rất lớn. Để thiết kế móng cho công trình, chọn giải pháp móng cọc bê tông đúc sẵn (cọc ma sát).
a) Lựa chọn kích thước đài cọc và các thông số của cọc
Căn cứ vào điều kiện địa chất công trình và kết cấu công trình 200T/trụ ở đây ta lựa chọn cọc ma sát như sau:
– Chọn cọc kích thước 40×40cm – Bê tông làm cọc và đài:
• Chọn bê tông mác 300# • Chọn cốt thép: + Chọn cốt thép CT3 + Chọn cốt chịu lực: 4φ22 + Chọn cốt đai: φ8 – Chọn độ sâu đặt đài cọc và cọc:
• Chọn độ sâu đặt đáy đài: h = 2,0m
• Chọn chiều dày đài hđ = 1,0m
• Cọc ngàm vào đài: hcs = 0,25m
• Chiều dài cọc thiết kế: L = 20m
• Cọc ngàm vào lớp đất chịu lực (lớp 4) là 3,0 m Vậy sơ bộ chọn chiều sâu của mũi cọc là 21,75m b) Xác định sức chịu tải tính toán của cọc
Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu chế tạo cọc:
Pvl = φ.m.(Rbt.Fbt + Rct.Fct) (4.1) Trong đó:
φ: Hệ số phụ thuộc vào độ mảnh của cọc, công trình chịu tải trọng dọc trục đúng tâm nên chọn φ= 1;
m: Hệ số điều kiện làm việc của cọc, chọn m= 0,85;
Rbt: Cường độ chịu nén giới hạn của bê tông, thi công cọc ép nên chọn Rbt= 40% mác bê tông = 40%×300 =120 kG/cm2 = 1200 T/m2;
Rct: Cường độ chịu kéo giới hạn của cốt thép, chọn loại thép CT-3 nên, Rct= 2100 kG/cm2 = 21000 T/m2;
Fct: Diện tích tiết diện ngang của cốt thép Fct= n..r2 =43,14(0,011)2 = 0,0015 m2; Fbt: Diện tích tiết diện ngang của bêtông:
Fbt = Fcọc – Fct = 0,4×0,4 – 0,0015 = 0,1585 m2 Thay số vào công thức (3-1) ta có:
Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền
Pđn = 0,7.m.(α1.α2.U.i.li + α3.Fc.) (4.2) Trong đó:
m: hệ số điều kiện làm việc của cọc, chọn m = 0,85;
α1: hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc, hạ bằng máy chấn động và lớp đất tại mũi cọc là cát thì ta có α1= 1,1;
α2 : hệ số kể đến ma sát giữa đất và cọc, α2 = 1,0;
α3 : hệ số ảnh hưởng của việc mở rộng chân cọc đến sức chịu tải của nền đất ở mũi cọc ( lớp bên ), α3 = 0,7;
U : chu vi tiết diện ngang của cọc, U = 4×0,4 = 1,6 (m);li : chiều dày của lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua; li : chiều dày của lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua; n : số lớp đất trong phạm vi chiều dài cọc;
Fc : tiết diện ngang của cọc, Fc = 0,4×0,4 = 0,16 (m2);
: cường độ của nền đất dưới mũi cọc, được tra theo bảng 3.6 giáo trình Nền - móngphụ thuộc vào chiều sâu đặt mũi cọc, loại đất và độ sệt của đất dưới mũi cọc. Với chiều sâu đặt mũi cọc là 21,75m kể từ mặt đất và đặt trong lớp sét pha nên ta có = 448,4 T/m2;