CHƯƠNG 3. QUAN HỆ GIỮA HỆ SỐ ỔN ĐỊNH MÁI HỐ MểNG VÀ CÁC NHÂN T Ố ẢNH HƯỞNG
4.3. Tính toán ổn định hố móng trạm bơm tiêu Bình Phú bằng phần mềm GeoSlope
Sơ đồ mở móng
Hình 4-1. Sơ đồ mở móng trạm bơm - Cao độ đáy móng: +0,80m
- Bề rộng đáy móng: Bm = 33,8m - Hệ số mái đào: m = 1,5
- Cơ rộng 2m tại cao trình 3,70m - Chiều sâu hố móng: H = 6,6m
Địa chất nền trạm bơm được chia làm 7 lớp cụ thể như sau:
- Lớp 1: là lớp đất thân đê, đất đắp màu nâu đỏ, nâu vàng, lẫn dăm sạn, trạng thái dẻo cứng đến cứng.
- Lớp 2: Là lớp trên mặt bể hút cũ, là sét màu nâu đen, trạng thái dẻo mềm
- Lớp 3: Là lớp dưới bể xả trạm bơm cũ, sét màu xám nâu, xám ghi, xám xanh, trạng thái dẻo cứng đến cứng.
- Lớp 6: Phân bố toàn phạm vi nền móng của trạm bơm cũ, chiều dày trung bình 3m. Là lớp cát pha màu xám vàng, hạt nhỏ đến vừa, trạng thái dẻo, dính .
- Lớp 7: Phân bố dưới lớp 6, chiều dày trung bình 2m. Là lớp cát pha hạt nhỏ đến mịn, màu đen, kết dính chặt vừa.
- Lớp 8: Phân bố dưới lớp 7, chiều dày trung bình 3m. Là lớp Sét màu xám ghi, xám xanh, nâu gụ, trạng thái dẻo mềm, kết dính chặt.
- Lớp 9: Phân bố dưới lớp 8, chiều dày trung bình 6,5m. Là lớp Sét pha màu xám vàng lẫn sạn limonit kết dính chặt, trạng thái dẻo cứng đến cứng.
- Lớp 10 (cao trình đáy lớp -15,74m): Phân bố dưới lớp 9, chiều dày trung bình 3m. Là lớp Sét màu nâu tím, trạng thái cứng, kết dính chặt.
- Lớp 11: Phân bố dưới lớp 10, chiều dày chưa xác định. Là lớp Đá phiến Sericit bị phong hoá mạnh đến hoàn toàn, trạng thái cứng.
Bảng 4-1. Bảng chỉ tiêu cơ lý đất hố móng trạm bơm Bình Phú Số
TT
Chỉ tiêu cơ lý Ký
hiệu Đơn vị Giá trị các lớp
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1 Thành phần hạt P (%)
<0.005 28,5 28,6 31 13,0 29,7 12 31,0 27,2 23,5 23,3
0.005 - 0.010 5,0 8,3 11 4,0 12,3 4 12,5 11,3 7,0 7,3
0.01 - 0.05 15,5 15,6 17 8,5 20,1 8 20,0 19,1 15,5 12,0
0.05 - 0.10 17,0 14,6 14 14,5 11,0 10 11,0 12,1 12,0 9,0
0.10 - 0.25 27,5 27,9 18 40,0 19,1 29 20,5 19,9 13,8 9,5
0.25 - 0.50 4,0 3,1 6 17,5 5,6 35 3,5 5,3 13,0 11,5
0.50 - 2.00 2,5 1,7 3 2,5 1,1 2 1,0 2,8 10,5 15,3
2 - 5 0,1 0,3 0,5 2,3 4,8 8,8
5 - 10 0,1 0,7 3,5
2 Độ ẩm tự nhiên W (%) 31,5 30,7 37,1 23,2 61,8 21,4 39,9 30,4 37,8 36,3
3 Dung trọng thiên gRW g/cmP3 1,87 1,9 1,82 1,88 1,6 1,84 1,79 1,90 1,81 1,83
4 Dung trọng khô gRC g/cmP3 1,42 1,45 1,33 1,52 0,98 1,52 1,29 1,46 1,32 1,34
5 Khối lượng riêng r g/cmP3 2,73 2,73 2,73 2,70 2,47 2,70 2,70 2,73 2,74 2,75
6 Hệ số rỗng e 0,924 0,892 1,057 0,774 1,590 0,781 1,110 0,874 1,084 1,055
7 Độ rỗng n % 48,0 47,1 51,4 43,6 60,5 43,9 52,4 46,6 52,0 51,3
8 Độ bão hòa G % 92,9 94,3 95,9 80,9 93,2 73,9 96,6 95 95,5 94,6
9 Hệ số thấm K K 7.0*10-6 6.4*1 6.2*1 6.7*10- 6.4*10 7.0*1 6.1*10- 6.2*10- 8.8*10- 1.9*10
10 Giới hạn chảy wRL (%) 40,5 40,6 44,5 25,9 68,6 25,4 46,5 40,2 43,5 42,9
11 Giới hạn dẻo wRp (%) 25,4 25,3 26,8 18,1 46,4 16,8 29,0 24,1 28,5 27,4
Số TT
Chỉ tiêu cơ lý Ký
hiệu Đơn vị Giá trị các lớp
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
12 Chỉ số dẻo IRp (%) 15,2 15,2 17,7 7,8 22,2 8,6 17,5 16,2 15,1 15,5
13 Độ sệt B (%) 0,403 0,355 0,582 0,660 0,688 0,535 0,620 0,39 0,617 0,572
14 Góc nội ma sát j độ 13°07 13°01 11°38 13°29 10°16 14°47 10°38 12°48 13°43 15°37
15 Lực dính kết c kG/cmP2 0,210 0,229 0,231 0,113 0,142 0,110 0,192 0,232 0,183 0,183
16 Hệ số nén lún a cmP2P/ kG
0,50 0,114 0,092 0,191 0,100 0,151 0,015 0,148 0,146
1,00 0,048 0,046 0,074 0,053 0,109 0,060 0,099 0,048 0,092 0,090
2,00 0,030 0,029 0,050 0,034 0,067 0,040 0,063 0,030 0,058 0,054
4,00 0,021 0,020 0,030 0,021 0,045 0,024 0,025 0,021 0,038 0,036
8,00 0,016 0,016 0,014
1
2 3
4
5
6 Lop 7: gam m a=1,84; Phi=14,78; C=0,11 Lop 6:
Gam m a = 1,6 g/cm3 Phi = 10,27 do C = 0,142 kG/cm 2
Lop 8: gam m a=1,79; Phi=10,63; C=0,192 Lop 9:
Gam m a = 1,90 g/cm 3 Phi = 12,8 do C = 0,232 kG/cm 2
Lop 10: Gamm a = 1,81; Phi = 13,72; C = 0,183
Lop 11:
Gam m a = 1,83 Phi = 15,62 C = 0,183
0,8 3,7
Khoang cach (m)
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Cao do (m)
-22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6
Hình 4-2. Sơ đồ tính toán
1
2 3
4
5
6
1.523
Lop 7: gamma=1,84; Phi=14,78; C=0,11 Lop 6:
Gamma = 1,6 g/cm3 Phi = 10,27 do C = 0,142 kG/cm2
Lop 8: gamma=1,79; Phi=10,63; C=0,192 Lop 9:
Gamma = 1,90 g/cm3 Phi = 12,8 do C = 0,232 kG/cm2
Lop 10: Gamma = 1,81; Phi = 13,72; C = 0,183
Lop 11:
Gamma = 1,83 Phi = 15,62 C = 0,183
0,8 3,7
Khoang cach (m)
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Cao do (m)
-22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
Hình 4-3. Hệ số ổn định mái hố móng K = 1,602
1.602
Qua kết quả tính ổn định của trạm bơm Bình Phú cho thấy:
- Theo hàm hồi quy thực nghiệm: K = 1,64
- Theo kết quả tính toán bằng phần mềm Geoslope: K= 1,602
Từ kết quả thu được ở trên cho thấy sai khác kết quả của hai phương pháp là nhỏ. Như vậy có thể thấy rằng hàm hồi quy thu được ở chương 3 đủ độ tin cậy, có thể áp dụng trong thiết kế và thi công khi sơ bộ lựa chọn phương án thiết kế.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 4
Hố móng cụm đầu mối trạm Bơm Bình phú là hố móng lớn, có bề rộng đáy hố móng B = 33,8m. Vì vậy công tác hố móng của cụm đầu mối trạm bơm Bình Phú là một công tác quan trọng, ảnh hưởng đến tiến độ, chất lượng và giá thành của Dự án. Vì vậy việc thiết kế hố móng cụm đầu mối trạm bơm là một trong những công tác rất quan trọng của Dự án.
Đặc điểm hố móng của trạm bơm Bình Phú phù hợp với đối tượng nghiên cứu trong bài toán qui hoạch thực nghiệm ở Chương 3, nên phù hợp để chọn làm trường hợp tính toán kiểm tra sự tin cậy của hàm hồi qui thu được.
Qua việc so sánh giữa kết quả tính toán ổn định của trạm bơm Bình Phú bằng phần mềm GeoSlpope và kết quả của hàm hồi qui đưa ra thì ta thấy sai số của hai kết quả là nhỏ. Điều đó cho thấy hàm hồi qui thu được ở chương 3 đủ độ tin cậy và có thể ứng dụng để xác định nhanh hệ số ổn định mái của các hố móng không gia cố khi lựa chọn phuơng án trong thiết kế cũng như thi công.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Hố móng không gia cố là hình thức hố móng có yêu cầu kỹ thuật đơn giản, giúp giảm chi phí và đẩy nhanh tiến độ thi công của công trình. Tuy nhiên hình thức hố móng cũng có nhiều hạn chế về mặt ổn định, chỉ có thể áp dụng ở những trường hợp chiều sâu móng không lớn và điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn cho phép. Việc xác định hợp lý hệ số mái hố móng trong thiết kế và thi công sẽ giúp cho hố móng đảm bảo yêu cầu ổn định, làm giảm khối lượng và rút ngắn thời gian thi công.
Sự ổn định của mái hố móng không gia cố phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như: đặc điểm địa chất, địa chất thuỷ văn; đặc điểm hình học của hố móng; tổ hợp các yếu tố ngoại cảnh bất lợi tác động lên hố móng. Qui luật quan hệ giữa các yếu tố trên không thể biểu diễn bằng các hàm lý thuyết, vì vậy Qui hoạch thực nghiệm là phương pháp phù hợp trong trường hợp này để tìm ra hàm hồi qui biểu diễn quan hệ giữa các yếu tố trên.
Hàm hồi qui thực nghiệm thu được của luận văn đã biểu diễn mối quan hệ định lượng giữa các yếu tố đối với hệ số ổn định của mái dốc. Thông qua các hệ số của hàm hồi qui thu được đã cho thấy lực dính (C) của đất nền đóng vai trò quan trọng nhất đối với hệ số ổn định K, tiếp theo tiếp theo là góc ma sát trong của đất (φ), hệ số mái dốc (m) và dung trọng (γ). Điều đó hoàn toàn phù hợp với qui luật thực tế.
Độ tin cậy của hàm hồi qui đã được kiểm tra bằng phương án thí nghiệm tại tâm và một trường hợp công trình thực tế là trạm bơm Bình Phú.
Các trường hợp kiểm tra trên đã thể hiện hàm hồi qui thực nghiệm thu được là phù hợp và đủ độ tin cậy để có thể ứng dụng trong thực tế.
Hàm hồi qui thực nghiệm của luận văn là một công cụ giúp xác định nhanh hệ số ổn định của mái hố móng một cách đơn giản mà không cần các
phần mềm tính toán, và kết quả thu được đảm bảo độ tin cậy cần thiết. Có thể sử dụng hàm hồi qui thực nghiệm này để xác định nhanh hệ số ổn định mái dốc trong trường hợp thiết kế lựa chọn phương án hoặc trong trường hợp thi công.
Những hạn chế của đề tài:
Do khuôn khổ hạn chế của luận văn nên trong phân tích ổn định của mái hố móng đã bỏ qua một số yếu tố quan trọng như: Yếu tố địa chất thủy văn; sự phân tầng địa chất; các tải trọng bên ngoài trong quá trình thi công công trình; đặc điểm hình học phức tạp của hố móng (ví dụ như mái hố móng có cơ).
Kiến nghị:
• Trong các nghiên cứu trong lai cần bổ sung đầy đủ các yếu tố chưa được xét tới ở trong luận văn này để tiến hành những phân tích đầy đủ, chính xác hơn về mối quan hệ giữa các nhân tố với sự ổn định của hố móng, từ đó đưa ra các phương án tối ưu khi thiết kế hố móng công trình.
• Qui hoạch thực nghiệm là cơ sở phương pháp luận của nghiên cứu thực nghiệm hiện đại. Đó là phương pháp mới, trong đó toán học đóng vai trò tích cực. Trong tương lai nên ứng dụng phương pháp này nhiều hơn trong việc giải quyết các bài toán tìm điều kiện tối ưu trong kỹ thuật.