5. Bố cục khóa luận
1.1.1.Vị trí công trình
Công trình: Văn phòng lăm việc câc Ban của Tỉnh Ủy Thừa Thiín Huế được xđy dựng tại Số 54 đường Hùng Vương - Thănh Phố Huế - Thừa Thiín Huế.
Hình 1.1. Vị trí công trình. 1.1.2. Quy mô công trình.
Nhă xđy mới cao 5 tầng với tổng chiều cao lă 16m. Trong đó tầng 1 chiều cao 2.7m bố trí để xe ôtô vă xe mây, câc tầng còn lại cao 3.3m bố trí
GVHD: TS. Nguyễn Đình Tiến
phòng lăm việc cho câc đơn vị (Ban Dđn Vận, Ban Nội Chính, Đảng Ủy Khối Doanh Nghiệp) bố trí lăm việc cho khoảng 80 người vă có 1 phòng họp trực tuyến. Với tổng diện tích săn lă 2570,1 m2, tổng diện tích xđy dựng lă 585 m2
Hệ thống hạ tầng kỹ thuật ngoăi nhă: cấp điện, diện chiếu sâng sđn vườn, cấp nước sinh hoạt, cấp nước PCCC, thông tin liín lạc,... PCCC ngoăi nhă đâp ứng yíu cầu kỹ thuật vă sử dụng của công trường.
Trang thiết bị phục vụ chung: mây phât điện dự phòng, mây bơm nước PCCC dùng xăng, mây bơm nước PCCC dùng điện, thiết bị PCCC dùng tay, bâo chây tự động, mây bơm cấp nước sinh hoạt, trang thiết bị Hội trường vă một số trang thiết bị khâc.
1.2. CÂC PHƯƠNG PHÂP NGHIÍN CỨU VĂ KHẢO SÂT ĐCCT.1.2.1. Phương phâp nghiín cứu. 1.2.1. Phương phâp nghiín cứu.
Khi nghiín cứu ĐCCT (địa chất công trình) tùy thuộc văo mức độ phức tạp của điều kiện ĐCCT, dạng vă quy mô công trình mă chọn phương phâp hợp lí về kinh tế - kĩ thuật. Câc phương phâp nghiín cứu được ứng dụng trong ĐCCT rất đa dạng.
1.2.1.1. Phương phâp thu thập - xử lý, phđn tích - tổng hợp nguồn tăi liệu.
Trín những tăi liệu có được cho phĩp chúng ta phđn loại tăi liệu, nhóm tăi liệu, qua phđn tích, tổng hợp chúng ta dễ dăng phât hiện ra những vấn đề trọng tđm của đề tăi. Nghiín cứu đề tăi trín phương phâp phđn tích câc nguồn tăi liệu lă chủ yếu. Dựa văo câc nghiín cứu của câc tâc giả trước lăm sâng rõ vấn đề mình nghiín cứu.
1.2.1.2. Phương phâp địa chất.
Còn gọi lă phương phâp phđn tích lịch sử tự nhiín nhằm thu thập tăi liệu, khảo sât thực địa để nghiín cứu tính chất, cấu trúc vă sự vận động của môi trường địa chất. Tính chất của đất đâ cấu tạo nín vỏ trâi đất được hình thănh trong điều kiện lịch sử tự nhiín nhất định vă tồn tại về sau. Mỗi quâ trình địa chất phât sinh phụ thuộc văo hăng loạt câc yếu tố lịch sử tự nhiín
GVHD: TS. Nguyễn Đình Tiến
vă phât triển trong mối quan hệ biện chứng với quâ trình địa chất khâc. Do vậy, để hiểu câc quâ trình cần đi sđu phđn tích nguyín nhđn, điều kiện phât sinh - phât triển của chúng. Những kết quả điều tra trước đđy thường riíng rẽ vă thiếu tính đồng bộ hoặc không phù hợp với tỉ lệ nghiín cứu cần khảo sât bổ sung, tổ chức quan trắc vă kiểm tra lại ngoăi thực địa bằng câc thiết bị mây móc vă lấy mẫu phđn tích.
1.2.1.3. Phương phâp chuyín gia.
Việc nghiín cứu địa chất công trình vă sự vận động của địa hệ lă một vấn đề hết sức phức tạp. Nó vừa có tính tổng hợp vừa mang tính chuyín sđu do đó rất cần sự tham vấn, đóng góp ý kiến của nhiều nhă khoa học, chuyín gia thông qua câc buổi trao đổi. Bín cạnh đó, việc thu thập vă tranh thủ câc ý kiến của đồng nghiệp, cộng đồng dđn cư tại khu vực nghiín cứu cũng lă điều hết sức cần thiết vă bổ ích.
1.2.1.4. Phương phâp bản đồ.
Bản đồ có vai trò quan trọng trong nghiín cứu địa lý. Nó vừa lă công cụ vă lă đối tượng nghiín cứu. Sử dụng bản đồ trong nghiín cứu điều kiện địa chất khu đất xđy dựng theo mục đích của đề tăi lă: Sử dụng bản đồ địa chất, bản đồ địa hình để phđn tích đặc điểm địa mạo, địa chất…
1.2.1.5. Phương phâp thực nghiệm.
Bao gồm thí nghiệm trong phòng vă ngoăi trời (thí nghiệm SPT) nhằm thu thập câc thông tin khâc nhau về thănh phần vật chất, cấu trúc, tính chất của đất đâ cũng như đânh giâ diễn biến của câc quâ trình thủy văn, địa chất vă địa chất công trình tại khu vực có môi trường địa chất không ổn định
1.2.1.6. Phương phâp xâc suất thống kí vă phđn tích tương quan hồi quy.
Ngoăi việc sử dụng xử lí thống kí kết quả thí nghiệm, tính chất cơ lí của đất đâ nói riíng vă thông tin ĐCCT nói chung, để đânh giâ sự bất đồng nhất, tìm hiểu câc qui luật biến đổi không gian của chúng, phđn chia câc
GVHD: TS. Nguyễn Đình Tiến
đơn vị đồng nhất trong ĐCCT trín cơ sở để xâc định câc giâ trị tiíu chuẩn, trị tính toân, xâc lập mối tương quan, xâc định câc thông số phục vụ tính toân, phương phâp năy còn cho phĩp nghiín cứu sự phđn bố vă câc quy luật phât sinh - phât triển của một quâ trình năo đó. Đđy lă phương tiện quan trọng để dự bâo sự vận động của địa hệ.
1.2.1.7. Phương phâp tính toân lý thuyết.
Phương phâp năy thường sử dụng câc công thức tính toân lí thuyết của ĐCCT, cũng như câc ngănh khoa học khâc có liín quan như cơ học đất, địa chất thủy văn, thủy văn, động học sông ngòi, động lực biển để tính toân dự bâo câc quâ trình xảy ra trong tương lai.
1.2.2. Phương phâp khảo sât.
Để lăm sâng tỏ câc đặc điểm địa chất công trình khu vực nghiín cứu chúng tôi đê tiến hănh câc phương phâp khảo sât sau:
1.2.2.1. Thu thập tăi liệu.
Tìm hiểu sơ bộ điều kiện ĐCCT của câc công trình khảo sât lđn cận vă câc tăi liệu điều tra địa chất, địa chất thủy văn, ĐCCT cơ bản.
Thu thập tăi liệu để đânh giâ sơ bộ khả năng phât triển của câc vấn đề ĐCCT vă quâ trình địa chất tự nhiín cũng như sự biến đổi môi trường địa chất dưới tâc động của việc xđy dựng vă sử dụng công trình
1.2.2.2. Công tâc khoan.
Công tâc khoan văo đất được tiến hănh theo phương phâp khoan bơm rửa bằng dung dịch sĩt bentonit kết hợp hạ ống chống. Dung dịch sĩt bentonit được tạo thănh bằng câch trộn sĩt bentonit với nước, dung dịch năy được bơm từ hố chứa văo cần khoan xuống đến tận đây lỗ khoan để bôi trơn lưỡi khoan vă chống sạt lở thănh lỗ khoan đồng thời đưa câc vật liệu bị vỡ vụn trong quâ trình khoan ra ngoăi lỗ khoan.
GVHD: TS. Nguyễn Đình Tiến
Hình 1.2. Công tâc khoan
Công tâc năy được tiến hănh nhằm nghiín cứu đặc điểm địa tầng của khu vực nghiín cứu, thiết bị khoan vă lấy mẫu gồm:
- Mây khoan XY - 1 vă XY - 1A do Trung Quốc sản xuất. - Mây bơm ly tđm.
- Ống chống bằng thĩp đường kính 127mm.
- Ống mẫu bổ đôi, ống mẫu thănh mỏng chuyín dụng dùng lấy mẫu đất yếu.
1.2.2.3. Công tâc lấy mẫu.
Phương phâp tiến hănh:
Công tâc khoan thăm dò được thực hiện bằng phương phâp khoan xoay lấy mẫu có sử dụng dung dịch sĩt bentonit. Cùng với khoan thăm dò đê kết hợp thí nghiệm xuyín tiíu chuẩn SPT trong quâ trình khoan với cự li 2m/điểm cho câc lỗ khoan KĐ1, KĐ2 vă KĐ3.
Mô tả mẫu ngoăi hiện trường:
Mẫu nguyín dạng (U) Mẫu không nguyín dạng (D)
GVHD: TS. Nguyễn Đình Tiến
Hình 1.4. Bảo quản mẫu vă công tâc mở mẫu trong phòng
Mẫu lấy ra được quan sât bằng mắt, cảm nhận bằng tay vă có thể cầm, nắm, đập vỡ để đưa ra nhận xĩt mô tả mẫu. Mău sắc của mẫu có thể mô tả bằng mắt còn trạng thâi vă kết cấu cảm nhận bằng tay.
Mỗi mẫu đều có phiếu mẫu trín đó thể hiện đầy đủ câc dữ liệu về tín đất đâ, độ sđu, mău sắc, trạng thâi…
1.2.2.4. Công tâc thí nghiệm trong phòng.
Khối lượng mẫu thí nghiệm vă câc chỉ tiíu cơ lý được thống kí như sau:
Bảng 1.1. Đối với mẫu đất nguyín dạng
STT Chỉ tiíu cơ lý Kí hiệu Đơn vị
1 Thănh phần hạt %
2 Giới hạn ATTERBERG WL,P g/cm3
3 Độ ẩm tự nhiín W %
4 Khối lượng thể tích tự nhiín γ g/cm3
5 Khối lượng riíng ∆ g/cm3
6 Lực dính kết C kG/cm2
7 Góc ma sât trong ϕ độ
8 Hệ số nĩn lún a1-2 cm2/kG
9 Sức chịu tải của đất nền R0 kG/cm2
10 Hệ số nĩn lún cố kết av1-2 cm2/kG
Bảng 1.2. Đối với mẫu đất không nguyín dạng
STT Chỉ tiíu cơ lý Kí hiệu Đơn vị
1 Thănh phần hạt %
2 Giới hạn Atterberg WL,P g/cm3
3 Độ ẩm tự nhiín W %
GVHD: TS. Nguyễn Đình Tiến
5 Khối lượng riíng hạt ∆ g/cm3
6 Góc nghỉ của cât khi khô, ướt αk,αu độ
7 Cường độ đất nền R0 kG/cm2
Đối với mỗi thí nghiệm tiến hănh theo câc tiíu chuẩn sau:
- Thănh phần hạt được xâc định bằng phương phâp rđy ướt vă tỷ trọng kế (TCVN 4198:95)
- Khối lượng riíng được xâc định bằng phương phâp bình tỷ trọng (TCVN 4195:95)
- Dung trọng tự nhiín được xâc định bằng phương phâp dao vòng (TCVN 4202:95)
- Độ ẩm tự nhiín (TCVN 4196:95)
- Giới hạn dẻo được xâc định bằng phương phâp lăn, giới hạn chảy được xâc định bằng phương phâp Vaxiliev (TCVN 4197:95)
- Tính nĩn lún được xâc định bằng phương phâp nĩn nhanh (TCVN 4200 : 95)
- Sức chống cắt được xâc định bằng phương phâp cắt nhanh trực tiếp trín mây cắt phẳng - mây cắt ứng biến (TCVN 4199:95)
1.2.2.5. Công tâc thí nghiệm ngoăi trời.
Thí nghiệm hiện trường thực hiện lă xuyín động SPT.
Công tâc thí nghiệm SPT theo tiíu chuẩn TCXD 226 - 1999 được thực hiện sau khi lấy mẫu. Việc đóng SPT được tiến hănh theo 3 lần, mỗi lần 15cm. Số SPT cho lớp đất thí nghiệm lă tổng số búa của 30 cm sau cùng của mũi xuyín. Trung bình cứ 2.0m thực hiện một lần thí nghiệm.
Ứng dụng của thí nghiệm SPT:
Kết quả thí nghiệm SPT dể đânh giâ trạng thâi (Độ sệt) của đất dính vă độ chặt tương đối của đất rời. Cụ thể như sau:
Bảng 1.3. Suy diễn kết quả SPT theo độ chặt tương đối D Giâ trị N Độ chặt tương đối D
< 4 Rất xốp D < 0,15 4 - 10 Xốp D = 0,15- 0,35
GVHD: TS. Nguyễn Đình Tiến
10 - 30 Chặt vừa D = 0,35 - 0,6 30 - 50 Chặt D = 0,6 - 0,85
> 50 Rất chặt D > 0,85
Bảng 1.4. Suy diễn kết quả SPT theo B vă qu
Giâ trị N Độ sệt B Độ bền nĩn nở hông qu (kG/cm2) < 2 Chảy B > 1 < 0,25 2 - 4 Dẻo chảy B = 1 - 0,75 0,25 - 0,5 4 - 8 Dẻo mềm B = 0,75 - 0,5 0,5 - 1 8 - 15 Dẻo cứng B = 0,5 - 0,25 1 – 2 15 - 30 Nửa cứng B = 0,25 - 0 2 – 4 > 30 Cứng B < 0 > 4
Xâc định một số tính chất cơ lí của đất: * Góc nội ma sât: φ = 12 . N + C 30 (độ) C: hệ số thực nghiệm thay đổi từ 15, 17 - 20
Góc nội ma sât ϕ được xâc định theo bảng quan hệ giữa N30 vă độ chặt tương đối Dnhư sau:
Bảng 1.5. Quan hệ giữa N30 vă D, ϕ
Trạng thâi D N30 ϕ (độ) Xốp 30 < 10 25 - 30 Chặt vừa 30 - 60 10 - 30 30 - 32 Chặt 60 - 80 30 - 50 32 - 40 Rất chặt > 80 > 50 40 - 50 * Lực dính kết: Cu = 30 10 20 N
− , giâ trị từ 10 đến 20 lấy tuỳ thuộc văo loại đất
Bảng 1.6. Quan hệ giữa loại đất vă trị 10 đến 20
Loại đất Giâ trị 10 - 20
Đất sĩt, sĩt pha dẻo cao 10 Sĩt pha dẻo vừa 15 Đất sĩt, sĩt pha dẻo thấp 20
* Môđun tổng biến dạng E0: E0 = C. (N30 + 6) + a (KG/cm2) với C lă hệ số kinh nghiệm (tùy theo loại đất) vă a lă hệ số kinh nghiệm theo giâ trị SPT được xâc định theo
GVHD: TS. Nguyễn Đình Tiến
Bảng 1.7. Quan hệ giữa C, loại đất, a vă N30
Hệ số C Loại đất Hệ số a Giâ trị N30
3 Sĩt, sĩt pha 40 >15 3.5 Cât nhỏ, cât bụi 0 <15 4.5 Cât vừa
7 Cât thô
10 Cât lẫn sạn sỏi 12 Cât cuội tảng
Xâc định sức chịu tải của đất mềm rời: Câc tâc giả Trung Quốc đê xâc định sức chịu tải như bảng
Bảng 1.8. Đối với đất rời
N30 10 - 15 15 - 30 >30
Loại đất Độ chặt Kĩm chặt Chặt vừa Chặt Cât thô, cât vừa 2 - 2.5 2.5 - 3.4 3.4 - 5 Cât nhỏ, cât bụi 1.4 - 1.8 1.8 - 2.5 2.5 - 3.4
Bảng 1.9. Đối với đất dính
N30 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 R 1.05 1.45 1.9 2.2 2.95 3.25 3.70 4.30 5.15 6.00 6.80
Sức chịu tải cho phĩp của móng:
a. Đối với móng nông:
Theo T.P.Tassios vă A.G.Anagnostopoulos: Rf =
10 .N30 K
(kG/cm2)
Trong đó K lă hệ số kinh nghiệm, lấy bằng 1 khi đất rời không chứa nước vă
3 2
khi đất rời bêo hòa nước.
b. Đối với móng cọc:
Theo đề nghị của bộ xđy dựng Nhật Bản:
3 1 = a Q [N30.Sp +(0,2.N30s.Ls +c.Lc)π.Dp N30] (tấn) Trong đó:
GVHD: TS. Nguyễn Đình Tiến
α: hệ số kinh nghiệm, α= 30(cọc đóng) vă α= 15 (cọc nhồi) N30: giâ trị xuyín tiíu chuẩn ở đất mũi cọc
N30s: giâ trị xuyín tiíu chuẩn của đất cât C: lực dính kết của đất dính (T/m2)
Ls: chiều dăi cọc xuyín qua câc lớp đất cât (m) Lc: chiều dăi cọc xuyín qua câc lớp đất dính (m) Dp: đường kính hoặc cạnh của cọc (m)
Hình 1.5. Công tâc khoan kết hợp với đóng SPT
1.2.2.6. Công tâc chỉnh lý tăi liệu vă viết bâo câo.
Từ câc tăi liệu thu thập được vă kết quả khảo sât địa chất công trình “ Văn phòng lăm việc câc Ban của Tỉnh Ủy Thừa Thiín Huế”, chúng tôi tiến hănh chỉnh lý, tổng hợp vă sử dụng câc phương phâp đối sânh, phương phâp tương tự địa chất, phương phâp phđn tích hệ thống vă câc kinh nghiệm của chuyín gia để đưa ra câc giâ trị, tính chất, thông tin ĐCCT phục vụ cho thiết kế, tính toân, đânh giâ điều kiện địa chất công trình của khu vực nghiín cứu
1.3. KHỐI LƯỢNG KHẢO SÂT.
Khối lượng khảo sât địa chất công trình: Văn phòng lăm việc câc Ban của Tỉnh Ủy Thừa Thiín Huế được thống kí ở bảng 1.10.
GVHD: TS. Nguyễn Đình Tiến
Số lượng mẫu thí nghiệm: Trung bình 01/02 mĩt khoan (32 mẫu/3 hốkhoan)
Số điểm thí nghiệm SPT: Trung bình 01/06 mĩt khoan (11 mẫu/3 hố khoan)
Quan trắc cao độ của mực nước ngầm.
Bảng 1.10. Khối lượng khảo sât thực tế
STT Tín công việc Đơn vị Khối lượng
1 2 3 4
Tổng số hố khoan trín cạn
Tổng chiều sđu khoan văo đất cấp I - III, sđu 0-30m Thí nghiệm mẫu đất
Thí nghiệm xuyín tiíu chuẩn SPT
hố mĩt mẫu điểm 03 60 32 11
Chương 2: ĐÂNH GIÂ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KHU ĐẤT XĐY DỰNG
2.1. CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT VĂ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT ĐÂ.2.1.1. Đặc điểm cấu trúc nền đất. 2.1.1. Đặc điểm cấu trúc nền đất.
Trín cơ sở khảo sât địa chất công trình tại vị trí dự định xđy dựng công trình, thu thập tăi liệu khảo sât địa chất công trình “Văn phòng lăm việc câc Ban của Tỉnh Ủy Thừa Thiín Huế” từ Công ty Cổ Phần Đầu Tư Xđy Dựng SDC câc tâc giả đê tiến hănh xử lý vă tổng hợp kết quả.
Căn cứ văo những tăi liệu thu thập được kết hợp với kết quả phđn tích mẫu đất trong phòng thí nghiệm, có thể phđn chia địa tầng nền công trình thănh 6 lớp từ trín xuống dưới như sau:
GVHD: TS. Nguyễn Đình Tiến
Lớp 2: Sĩt pha mău xâm văng, xâm xanh, trạng thâi dẻo cứng, nguồn gốc sông – biển, Holocen trung – thượng, hệ tầng Phú Vang (amQ22-3pv). Lớp năy có mặt trong tất cả câc lỗ khoan, chiều dăy biến đổi từ 0,6 đến 1,3m.
Lớp 3: Cât pha mău xâm trắng, xâm văng, trạng thâi dẻo, nguồn gốc sông biển, Holocen trung – thượng, hệ tầng Phú Vang (amQ22-3pv). Lớp năy