Đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà B2 và nhà B3 thuộc khu Chung cư phường Kim Giang, Thanh Xuân, Hà Nội . Thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật - Thi công công trình trên

MỞ ĐẦU Bước sang thế kỷ 21, đất nước ta đang ở giai đoạn phát triển kinh tế mạnh mẽ. Hà Nội là trung tâm văn hoá, kinh tế, chính trị của đất nước cần phải khẳng định vai trò đầu tàu kinh tế của mình. Chính vì vậy, việc xây dựng cơ sở hạ tầng để làm cơ sở cho việc phát triển kinh tế là việc làm hết sức cần thiết. Để tiến hành xây dựng các công trình nhằm giải quyết nhu cầu bức thiết trên, cần phải có sự quy hoạch từ tổng thể đến chi tiết cũng như khảo sát, thiết kế, thi công xây dựng trong công trình cụ thể. Qua gần 5 năm học tập ở trường với những mụn học cơ sở đến nay chỳng em đó được học mụn học “ĐỊA CHẤT CễNG TRèNH CHUYấN MễN”. Đõy là mụn học tổng hợp nú liờn quan đến hầu hết những mụn đó học, hệ thống húa cỏc cụng tỏc nghiờn cứu cụ thể cho từng loại cụng trỡnh, từng giai đoạn cụ thể. Nú là mụn học mang tớnh chuyờn mụn, là cơ sở để làm tài liệu địa chất cụng trỡnh, là cụng việc chớnh của kỹ sư ĐCCT khi đi làm việc, vỡ vậy để đảm bảo chất lượng sinh viờn củng cố lý thuyết, nhanh chúng ỏp dung thực tế. Bộ mụn địa chất cụng trỡnh đó cú kế hoạch cho chỳng em học mụn địa chất cụng trỡnh chuyờn mụn kết hợp với việc làm đồ ỏn mụn học với đề tài: “Đỏnh giỏ điều kiện địa chất cụng trỡnh nhà B2 và nhà B3 thuộc khu Chung cư phường Kim Giang, Thanh Xuõn, Hà Nội . Thiết kế khảo sỏt địa chất cụng trỡnh phục vụ cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật- thi cụng cụng trỡnh trờn.” Nội dung đồ ỏn bao gồm: Mở đầu Cỏc bản vẽ và bảng chỉ tiờu cơ lý Chương I : Đỏnh giỏ điều kiện ĐCCT khu vực xõy dựng Chương II : Dự bỏo cỏc vấn đề ĐCCT Chương III : Thiết kế phương ỏn khảo sỏt ĐCCT Kết luận . Chương 1 Đỏnh giỏ điều kiện địa chất cụng trỡnh khu chung cư phường Kim Giang, Thanh Xuõn, Hà Nội . Khu nhà chung cư phường Kim Giang, Thanh Xuõn, Hà Nội được xõy dựng trờn diện tớch mặt bằng khoảng 29000m2. Quy mụ nhà khỏc nhau, nhà thấp nhất cú quy mụ 2 tầng, nhà cao nhất cú quy mụ 15 tầng. Trong giai đoạn nghiờn cứu thiết kế cơ sở, đó thu thập đầy đủ tài liệu thụng tin từ nguồn tài liệu đó cụng bố, giai đoạn này cụng tỏc khảo sỏt ĐCCT sơ lược và khảo sỏt ĐCCT sơ bộ đó được tiến hành. Từ đú đó lập được sơ bộ tài liệu thực tế của khu vực gồm: Sơ đồ bố trớ mặt bằng, Tài liệu khoan khảo sỏt địa chất cụng trỡnh sơ bộ. Dựa vào cụng tỏc khảo sỏt thu thập được, chỳng tụi tiến hành đỏnh giỏ điều kiện địa chất cụng trỡnh khu vực khảo sỏt như sau: .Đặc điểm địa hỡnh, địa mạo: Dựa vào sơ đồ tài liệu thực tế khảo sỏt ĐCCT sơ bộ ta thấy, cụng trỡnh xõy dựng thuộc khu Chung cư phường Kim Giang, quận Thanh Xuõn, Hà Nội. Địa hỡnh khu xõy dựng đó được san lấp khỏ bằng phẳng, độ chờnh cao khụng đỏng kể, dao động trong khoảng 0,0 đến 0,1 m. Cao độ trung bỡnh +6.05m. 1.2 . Địa tầng và tớnh chất cơ lý của đất: Theo kết quả khoan khảo sỏt ĐCCT sơ bộ cho biết địa tầng gồm 8 lớp phõn bố từ trờn xuống như sau: Lớp 1: Đất lấp: Lớp đất lấp (1), được hỡnh thành trong quỏ trỡnh san lấp tạo mặt bằng xõy dựng. Phớa trờn là lớp sột pha, sột lẫn gạch vụn ,phế thải xõy dựng, thành phần hỗn tạp trạng thỏi khụng đều, chiều dày trung bỡnh của lớp là 1,4m. Lớp này phõn bố ngay trờn mặt nú khụng cú ý nghĩa về mặt xõy dựng nờn khụng tiến hành lỏy mẫu thớ nghiệm. Lớp 2: sột pha màu nõu, nõu gụ, trạng thỏi dẻo cứng Lớp 2 nằm phớa dưới lớp 1, gặp ở cả 5 hố khoan tại cỏc độ sõu 1,5m(HK1), 1,5m(HK2), 1,3m(HK3), 1,4m(HK4) và 1,3m(HK5). Bề dày lớp thay đổi từ 2,2 đến 2,9m. Thành phần là sột pha màu nõu, nõu gụ, trạng thỏi dẻo cứng. Chiều dày trung bỡnh của lớp là 2.46m. Bảng chỉ tiờu cơ lớ lớp 2 : STT Cỏc chỉ tiờu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giỏ trị TB 1 Độ ẩm tự nhiờn w % 21,2 2 Khối lượng thể tớch tự nhiờn γw g/cm3 1,9 3 Khối lượng thể tớch khụ γc g/cm3 1,6 4 Khối lượng riờng γs g/cm3 2,7 5 Hệ số rỗng tự nhiờn eo 0,690 6 Độ lỗ rỗng n % 40 7 Độ bóo hoà G % 82,6 8 Giới hạn chảy Wl % 30 9 Giới hạn dẻo Wp % 16,6 10 Chỉ số dẻo Ip % 13,5 11 Độ sệt IS 0,34 12 Lực dớnh kết C kG/ cm2 0,227 13 Gúc ma sỏt trong φ độ 15026’ 14 Hệ số nộn lỳn a 1-2 cm2/kG 0,031 *Mụ đun tổng biến dạng: E0 = β, Với β = 0,62 ; mk = 4,25 thay số ta cú: E0 = 143,65 (KG/cm2). *Sức chịu tải qui ước : R0 = m[(A.b + B.h ) γ + Dc], Quy ước lấy m =1 ; b = 1 ; h = 1 ; với φ = 150 26’ A = 0,28 ; B = 2,4 ; D = 4,8; Thay số ta cú: R0 = 1,6(kG/cm2). Lớp 3: Sột pha màu xỏm nõu, xỏm ghi, trạng thỏi dẻo mềm. Lớp 3 nằm phớa dưới lớp 2, nằm ở độ sõu 4,1m(HK1), 3,7m(HK2), 4,2m(HK3), 3,7m(HK4), 3,6m(HK5). Bề dày lớp thay đổi từ 2,3 đến 5,5m. Thành phần là sột pha màu xỏm nõu, xỏm ghi, trạng thỏi dẻo mềm. Chiều dày trung bỡnh của lớp : 3,58m. Bảng chỉ tiờu cơ lớ lớp 3 : STT Cỏc chỉ tiờu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giỏ trị TB 1 Độ ẩm tự nhiờn W % 29,9 2 Khối lượng thể tớch tự nhiờn γw g/cm3 1,8 3 Khối lượng thể tớch khụ γc g/cm3 1,4 4 Khối lượng riờng γs g/cm3 2,7 5 Hệ số rỗng tự nhiờn eo 0,960 6 Độ lỗ rỗng n % 49 7 Độ bóo hoà G % 83,4 8 Giới hạn chảy Wl % 34,9 9 Giới hạn dẻo Wp % 21,7 10 Chỉ số dẻo Ip % 13,2 11 Độ sệt IS 0,6 12 Lực dớnh kết C kG/ cm2 0,2 13 Gúc ma sỏt trong φ độ 10048’ 14 Hệ số nộn lỳn a 1-2 cm2/kG 0,04 *Mụ đun tổng biến dạng: E0 = β, Với β = 0,62 mk = 2,5 thay số ta cú: E0 = 74,1 (kG/cm2). *Sức chịu tải qui ước : R0 = m[(A.b + B.h ) γ + Dc], Quy ước lấy m =1 ; b = 1 ; h = 1 ; với φ = 100 48’ A = 0,21 ; B = 1,90 ; D = 4,31; Thay số ta cú: R0 = 1,2(kG/cm2). Lớp 4: Sột pha màu nõu xỏm, nõu gụ, trạng thỏi dẻo chảy Lớp 4 nằm phớa dưới lớp 3, chỉ gặp ở 2 hố khoan 4 và 5 tại cỏc độ sõu 6m(HK4), 6,5m(HK5). Bề dày lớp thay đổi từ 1,4 đến 2,2m. Thành phần là sột pha màu nõu xỏm, nõu gụ, trạng thỏi dẻo chảy. Chiều dày trung bỡnh của lớp là 2,2m. Bảng chỉ tiờu cơ lớ lớp 4 : STT Cỏc chỉ tiờu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giỏ trị TB 1 Độ ẩm tự nhiờn W % 33,1 2 Khối lượng thể tớch tự nhiờn γw g/cm3 1,7 3 Khối lượng thể tớch khụ γc g/cm3 1,3 4 Khối lượng riờng γs g/cm3 2,7 5 Hệ số rỗng tự nhiờn eo 1,075 6 Độ lỗ rỗng n % 51,8 7 Độ bóo hoà G % 82,2 8 Giới hạn chảy Wl % 34,8 9 Giới hạn dẻo Wp % 24,2 10 Chỉ số dẻo Ip % 10,1 11 Độ sệt IS 0,84 12 Lực dớnh kết C kG/ cm2 0,13 13 Gúc ma sỏt trong φ độ 8025’ 14 Hệ số nộn lỳn a 1-2 cm2/kG 0,059 *Mụ đun tổng biến dạng: E0 = β, Với β = 0,62 mk = 1 thay số ta cú: E0 = 21,8 (kG/cm2). *Sức chịu tải qui ước : R0 = m[(A.b + B.h ) γ + Dc] Quy ước lấy m =1 ; b = 1 ; h = 1 ; với φ = 80 25’ A = 0,15 ; B = 1,58 ; D = 3,95; Thay số ta cú: R0 = 0,81(kG/cm2). Lớp 5: Bựn sột pha lẫn hữu cơ màu xỏm ghi, xỏm đen Lớp 5 nằm phớa dưới lớp 4, nằm ở độ sõu 8m(HK1), 9,2m(HK2), 7,5m(HK3), 8,2m(HK4), 7,9m(HK5). Bề dày lớp thay đổi từ 30,3 đến 33,6m. Thành phần là bựn sột pha lẫn hữu cơ màu xỏm ghi, xỏm đen. Chiều dày trung bỡnh của lớp: 32,52 Bảng chỉ tiờu cơ lớ lớp 5 : STT Cỏc chỉ tiờu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giỏ trị TB 1 Độ ẩm tự nhiờn W % 44 2 Khối lượng thể tớch tự nhiờn γw g/cm3 1,62 3 Khối lượng thể tớch khụ γc g/cm3 1,1 4 Khối lượng riờng γs g/cm3 2,66 5 Hệ số rỗng tự nhiờn eo 1,383 6 Độ lỗ rỗng n % 57,8 7 Độ bóo hoà G % 86,3 8 Giới hạn chảy Wl % 43,7 9 Giới hạn dẻo Wp % 29,5 10 Chỉ số dẻo Ip % 14,3 11 Độ sệt IS 1,02 12 Lực dớnh kết C kG/ cm2 0,088 13 Gúc ma sỏt trong φ độ 5006’ 14 Hệ số nộn lỳn a 1-2 cm2/kG 0,098 *Mụ đun tổng biến dạng: E0 = β, Với β = 0,43 mk = 1 thay số ta cú: E0 = 10,4 (kG/cm2) *Sức chịu tải qui ước : R0 = m[(A.b + B.h ) γ + Dc], Quy ước lấy m =1 ; b = 1 ; h = 1 ; với φ = 50 06’ A = 0,08 ; B = 1,32 ; D = 3,61; Thay số ta cú: R0 = 0,54(kG/cm2). Lớp 6: Sột màu nõu vàng, đỏ, xỏm xanh loang lổ, trạng thỏi dẻo cứng Lớp 6 nằm phớa dưới lớp 5, nằm ở độ sõu 41m(HK1), 39,5m(HK2), 40,2m(HK3), 41,2m(HK4), 41,5m(HK5). Bề dày thay đổi từ 1,2 đến 1,8m. Thành phần là sột màu nõu vàng, đỏ, xỏm xanh loang lổ, trạng thỏi dẻo cứng. Chiều dày trung bỡnh của lớp : 1,65m. Bảng chỉ tiờu cơ lớ lớp 6 : 1 Độ ẩm tự nhiờn W % 32,9 2 Khối lượng thể tớch tự nhiờn γw g/cm3 2,7 3 Khối lượng thể tớch khụ γc g/cm3 2,0 4 Khối lượng riờng γs g/cm3 2,7 5 Hệ số rỗng tự nhiờn eo 0.95 6 Độ lỗ rỗng n % 25 7 Độ bóo hoà G % 93 8 Giới hạn chảy Wl % 46,7 9 Giới hạn dẻo Wp % 27,2 10 Chỉ số dẻo Ip % 19,5 11 Độ sệt IS 0,3 12 Lực dớnh kết C kG/ cm2 0,217 13 Gúc ma sỏt trong φ độ 14025’ 14 Hệ số nộn lỳn a 1-2 cm2/kG 0,032 *Mụ đun tổng biến dạng: E0 = β, Với β = 0,43 mk = 6 thay số ta cú: E0 = 107,23 (kG/cm2). *Sức chịu tải qui ước : R0 = m[(A.b + B.h ) γ + Dc], Quy ước lấy m =1 ; b = 1 ; h = 1 ; với φ = 140 25’ A = 0,26 ; B = 2,17 ; D = 4,69; Thay số ta cú: R0 = 1,67 (kG/cm2). Lớp 7: Cỏt hạt nhỏ màu nõu xỏm xanh, trạng thỏi chặt Lớp 7 nằm phớa dưới lớp 6, nằm ở độ sõu 42,2m(HK1), 42m(HK2), 41,6m(HK3), 42,6m(HK4), 43,3m(HK5). Bề dày lớp thay đổi từ 0,5 đến 2,2m. Thành phần là cỏt hạt nhỏ màu nõu xỏm xanh, trạng thỏi chặt. Chiều dày trung bỡnh của lớp: 1,28m. Bảng chỉ tiờu cơ lớ lớp 7 : THÀNH PHẦN HẠT Khối lượng rieng Goc masat trong Mụđun tổng biến dạng Sức chịu tải quy ước Hàm lượng phần trăm cỏc nhúm hạt ( mm) 1,0-2,0 0,5-1,0 0,25-0,5 0,1-0,25 0,05-0,1 (γs) (φ) (E)o Ro % % % % % g/cm3 Độ kG/cm2 kG/cm2 100 94,4 86,8 34,1 6,4 2,65 36 380 2,8 Lớp 8: Cuội sỏi lẫn cỏt màu xỏm vàng, nõu, trạng thỏi rất chặt. Lớp 8 nằm phớa dưới lớp 7, nằm ở độ sõu 43,2m(HK1), 43,5m(HK2), 43,8m(HK3), 43,8m(HK4), 43,8m(HK5). Bề dày lớp thay đổi từ 6,2 đến 7,8m. Thành phần là cuội sỏi lẫn cỏt màu xỏm vàng, nõu, trạng thỏi rất chặt. Chiều dày trung bỡnh của lớp: 6,58m Bảng chỉ tiờu cơ lớ lớp 8 : THÀNH PHẦN HẠT Khối lượng riờng Gúc ma sỏt trong Modun tổng biến dạng Sức chịu tải qui ước Hàm lượng phần trăm cỏc nhúm hạt (mm) 10-20 5-10 2-5 1-2 0,5-1 0,25-0,5 0,1-0,25 0,05-0,1 (γs) (φ) (E)o Ro % % % % % % % % g/cm3 Độ KG/cm2 KG/cm2 100 48,4 40,3 30,4 25,8 19,1 9,5 4 2,66 40 500 4 2.3. Đặc điểm địa chất thuỷ văn : Mực nước dưới đất tồn tại trong lớp đất lấp. Mực nước nằm nụng, cỏch mặt đất từ 1,0 đến 1,2m.Ngoài ra, nước dưới đất tồn tại khỏ phong phỳ trong cỏc lớp đất rời. Nguồn cung cấp chớnh là nước mưa, nước mặt và nước sinh hoạt. Trong giai đoạn khảo sỏt sơ bộ chưa lấy mẫu nước để phõn tớch thành phần hoỏ học của nước. 2.4. Cỏc hiện tượng địa chất động lực cụng trỡnh: 2.4.1. Hiện tượng sụt lỳn mặt đất. Khu vực thành phố Hà Nội là nơi bơm hỳt nước sử dụng sinh hoạt tương đối lớn, điều đú sễ dẫn đến sự phỏt triển những quỏ trỡnh và cỏc hiện tượng địa chất khỏc nhau. Trong tương lai sẽ dẫn đến hiện tượng hạ thấp mực nước ngầm, làm tăng chiều dày đới thụng khớ ,đất biến đổi dần cỏc trạng thỏi vật lý của chỳng, làm đất cố kết nhanh hơn và cuối cựng là bị sụt lỳn mặt đất . Vỡ vậy chỳng ta phải cú biện phỏp khai thỏc nguồn nước cũng như quan trắc thường xuyờn để đảm bảo ổn định nguồn nước. 2.4.2.Hiện tượng trượt. Do đất nền cấu tạo bởi cỏc lớp đất yếu, bờn cạnh đú đặc trưng kỹ thuật của cỏc lớp đất lại khỏc nhau, nhất là biến đổi về chiều dày nờn sẽ tồn tại những mặt trượt . Vỡ vậy cú thể sẽ xảy ra trượt sõu. Nhận xột: Từ những đỏnh giỏ ĐCCT ở trờn cho thấy cấu trỳc nền đất ở vị trớ xõy dựng cụng trỡnh cú đặc điểm chủ yếu sau: - Lớp 1 là đất lấp cú thành phần trạng thỏi khụng đồng nhất. - Lớp 2 lớp đất tốt, cú sức chịu tải lớn, biến dạng nhỏ nhưng chiều dày nhỏ, cần chỳ ý khi phải chọn giải phỏp múng cụng trỡnh. - Lớp 3 và 4, cú sức chịu tải và biến dạng trung bỡnh, phự hợp với cụng trỡnh cú tải trọng vừa và nhỏ. - Lớp 5 là lớp đất yếu, chiều dày rất lớn, cú sức chịu tải nhỏ, biến dạng lớn khụng phự hợp với cụng trỡnh cú tải trọng vừa và lớn. - Lớp 6 lớp đất tốt, cú sức chịu tải lớn, biến dạng nhỏ nhưng chiều dày nhỏ. - Lớp 7 là lớp cỏt hạt nhỏ, trạng thỏi chặt, nhưng chiều dày rất nhỏ - Lớp 8 là lớp cuội sỏi lẫn cỏt, trạng thỏi rất chặt, rất phự hợp với cụng trỡnh lớn. CHƯƠNG II DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CễNG TRèNH Vấn đề địa chất cụng trỡnh là những vấn đề bất lợi về mặt ổn định, phỏt sinh trong quỏ trỡnh xõy dựng và sử dụng cụng trỡnh. Do đú cỏc vấn đề địa chất cụng trỡnh khụng những phụ thuộc vào điều kiện địa chất tự nhiờn mà cũn phụ thuộc mục đớch xõy dựng. Tựy thuộc vào đặc điểm địa chất mỗi loại cụng trỡnh khỏc nhau thỡ sẽ phỏt sinh những vấn đề địa chất cụng trỡnh khỏc nhau. Vỡ vậy việc nghiờn cứu cỏc vấn đề địa chất cụng trỡnh cú ý nghĩa rất quan trọng cho phộp chỳng ta dự bỏo những bất lợi cú thể xảy ra khi xõy dựng và sử dụng cụng trỡnh. Từ đú đề ra cỏc giải phỏp hợp lý bảo đảm cụng trỡnh ổn định và kinh tế. Cụng trỡnh : Nhà B2 và nhà B3 thuộc khu chung cư phường Kim Giang, Thanh Xuõn, Hà Nội với quy mụ 15 tầng (780 T/trụ) đó được tiến hành khảo sỏt địa chất trong giai đoạn sơ bộ với 1 hố khoan. Theo kết quả đỏnh giỏ ĐCCT khu đất xõy dựng cú cấu trỳc đất nền gồm 8 lớp đất như đó nờu trờn. Với cấu trỳc nền như vậy khi xõy dựng cụng trỡnh cú thể phỏt sinh những vấn đề địa chất như sau: + Vấn đề sức chịu tải của đất nền + Vấn đề biến dạng lỳn của nền đất. + Vấn đề nước chảy vào hố múng. Như vậy vấn đề dự bỏo về ĐCCT khu nhà B2 và nhà B3 được dự bỏo cụ thể cỏc vấn đề sau: I.Vấn đề khả năng chịu tải của đất nền. Với quy mụ, tải trọng thiết kế lớn, tại vị trớ xõy dựng cụng trỡnh cú cấu trỳc đất nền chủ yếu là lớp bựn sột cú chiều dày rất lớn, sức chịu tải nhỏ. Đối với tải trọng 780T/trụ của nhà B2 và nhà B3 nếu đặt múng nụng sẽ xảy ra hiện tượng lỳn mạnh gõy ảnh hưởng đến sự ổn định của cụng trỡnh. Do đú phương ỏn múng cọc khoan nhồi cho cụng trỡnh là hợp lý nhất, vỡ nú sẽ giải quyết được vấn đề sức chịu tải của đất nền, đảm bảo điều kiện ổn định, vấn đề lỳn của cụng trỡnh và điều kiện thi cụng. Qua đú ta thấy: Đối với khu nhà 15 Tầng với tải trọng lớn (Ptc = 780T/trụ) thỡ cỏc lớp đất phớa trờn đều khụng chịu được tải trọng của cụng trỡnh, hoặc là chiều dày lớp khụng lớn. Nhưng lớp 8 là lớp tương đối tốt cú thể chịu được tải trọng của cụng trỡnh. Căn cứ vào đặc điểm và đặc tớnh cơ lý của cỏc lớp đất cũng như đặc điểm và quy mụ cụng trỡnh, tụi dự kiến thiết kế múng cọc khoan nhồi cho nhà 15 tầng. Mũi cọc đặt trờn lớp cuội sỏi lẫn cỏt màu xỏm vàng, trạng thỏi rất chặt. 1. Chọn chiều sõu đặt múng Mũi cọc được thiết kế nằm trong lớp 8, cú Mụđun tổng biến dạng E0 = 500 kG/cm2 và sức chịu tải quy ước R0 = 4 kG/cm2, đủ điều kiện về ổn định cũng như sức chịu tải của múng. Căn cứ vào cấu trỳc nền khu vực nghiờn cứu và tải trọng cụng trỡnh 780T/trụ, điều kiện thi cụng, kết cấu khung chịu lực, tụi chọn loại cọc khoan nhồi bờ tụng cốt thộp đổ tại chỗ, tiết diện trụ đặc,đường kớnh cọc 100 cm, với cốt thộp dọc trục 10 thanh f 22 loại thộp CT5, thộp đai f 8 thộp trơn, mỏc bờ tụng làm cọc là mỏc 300#. Ta chọn đài cọc là đài thấp, chiều sõu đỏy đài là 2,0 m kể từ nền tự nhiờn, đỉnh đài nằm dưới mặt đất 0,5m, như vậy chiều cao của đài Hđ= 1,5 m, cọc ngàm vào đài một đoạn 0,3 m, như vậy chiều dài của cọc sơ bộ là L = 48,3m. 2 Tớnh toỏn sức chịu tải của cọc : Việc xỏc định sức chịu tải của cọc cú nhiều phương phỏp. Nhưng ở đõy ta sử dụng hai phương phỏp là: Tớnh toỏn sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc và theo sức chịu tải của đất nền Tớnh toỏn sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc. Pvl = m*(m1*m2*Rb*Fb + Ra*Fa) ( II-1 ) Trong đú : m : hệ số làm việc của cọc m = 1; m1: hệ số làm việc đối với cọc nhồi bêtông theo phương chuyển vị thẳng đứng, lấy m1 = 0,85. m2: hệ số điều kiện làm việc của cọc kể đến ảnh hưởng của phương pháp thi công cọc. Khi thi công trong huyền phù sét chọn m2 = 0,7. Rbt : cường độ chịu nộn giới hạn của bờtụng, tra bảng PL.1-13 giỏo trỡnh nền múng Rbt = 125 (kG/cm2) = 1250 (T/m2); Rct : cường độ chịu kộo giới hạn của cốt thộp, tra bảng PL.1-12 giỏo trỡnh nền múng Rct = 2400 (kG/cm2) = 24000 (T/m2); Fct : diện tớch tiết diện cốt thộp; Fct =10.p.r2 = 10.3,14 (0,011)2 = 3,8.10^-3(m2). Fbt : diện tớch tiết diện phần bờ tụng; Fbt = F - Fct = 0,785- 3,8.10^-3 = 0,7812 ( m2). Thay vào cụng thức ( II-1) ta được: PVL = 1x1x(1250 x 0,7812 x 0,85 x 0,7 + 24000 x 3,8.10^-3 ) = 673 (T). Tớnh toỏn sức chịu tải của cọc theo đất nền Giả thiết ma sỏt xung quanh cọc phõn bố đều theo chiều sõu trong phạm vi mỗi lớp đất mà cọc đi qua và phần lực của đất nền ở mũi cọc phõn bố đều trờn diện tớch tiết diện ngang của cọc. Sức chịu tải của cọc được xỏc định theo cụng thức: pdn =0,7m(a1a2 U ồ(ti li) +a3F.R), Trong đú: - m: hệ số điều kiện làm việc, trong trường hợp này lấy m = 0,85; - a1 : hệ số kể đến ảnh hưởng của phương phỏp hạ cọc đến ma sỏt giữa đất và cọc lấy theo bảng (3.2) ta được a1 = 1; - a2 : hệ số kể đến ma sỏt giữa đất và cọc, lấy theo bảng ta được a2 = 1; - a3 : hệ số ảnh hưởng của việc mở rộng chõn cọc đến sức chịu tải của nền đất ở mũi cọc (lớp bờn), xỏc định theo bảng 3.4 sỏch nền múng. a3 = 1 - U : là chu vi cọc (U= 3,14´1 = 3,14( m); - F : tiết diện cọc ,F = 3,24´0,52 = 0,785 (m2); - R : cường độ của nền đất dưới mũi cọc (T/m2), phụ thuộc vào loại đất, chiều sõu mũi cọc, lấy theo bảng (3.6) sỏch Nền và Múng với l8 = 50m, ta cú R = 1500 T/m2; - li : Chiều dày lớp đất thứ i mà cọc xuyờn qua; - ti : ma sỏt bờn của lớp đất thứ i ở mặt bờn của thõn cọc, giỏ trị ti được trỡnh bầy theo như sau: - l2 = 2 m, Is = 0,34 ta cú t2 = 3 T/m2, - l3 = 3,58m, Is = 0,62 ta cú t3 = 0,6 T/m2. - l4 = 2,2m, Is = 0,84 ta cú t4 = 0,3 T/m2. - l5 = 32,52m, Is = 1,02 ta cú t5 = 0 T/m2. - l6 = 1,65m, Is = 0,3 ta cú t6 = 6,4 T/m2. - l7 = 1,28m, ta cú t7 = 10 T/m2. Thay số ta cú: PĐN=0,7x0,85((1x1x3,14)(2.3+3,58.0,6+2,2.0,3+32,52.0+1,65.6,4+1,28.10) + 1.0,785.1500) = 762 (T) So sỏnh PVL và PĐN ta lấy sức chịu tải tớnh toỏn cho cọc là giỏ trị nhỏ nhất. Vậy sức chịu tải tớnh toỏn của cọc là Ptt = 673 (T). * Xỏc định sơ bộ kớch thước đài cọc. Theo thiết kế, tải trọng tỏc dụng lờn cọc là: ptc =780T/ trụ. Theo tiêu chuẩn TCXD 45 - 78 thì khoảng cách giữa 2 tim cọc gần nhất phải thoả mãn điều kiện 3d Ê C Ê 5d, với d là đường kính cọc, d = 1 m. Trong trường hợp này ta chọn khoảng cách giữa 2 tim cọc là C = 3d = 3m. ứng suất trung bình dưới đáy móng là : stb =ptt / (3d) 2 = 673/32 = 75 T/m2 Diện tích sơ bộ của đáy đài được xác định như sau: (II-2) Trong đó: Ntc : Tải trọng tiêu chuẩn truyền xuống đài cọc, Ntc = 780 T; gTB: Trọng lượng thể tớch bỡnh quõn của đài và đất trờn đài, ta chọn gTB = 2,2(T/m3); Thay vào hd : Chiều sâu đặt đáy đài hd = 2,0 m; công thức (II-2) ta có: Fsb = 780/( 75 – 2,2.2) = 11 m2 * Xác định số lượng cọc trong đài Số lượng cọc trong đài được xác định theo công thức: (II-3) Trong đó: b - Hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hưởng của tải trọng ngang và mômen, lấy từ 1,2 á 1,5, lấy b = 1,5; Ntc - Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên đài cọc, Ntc = 780T; G - Trọng lượng đài và phần đất trên đài tính theo công thức: G = Fsb * *hd (II-4) Trong đó: hd - Chiều sâu đáy đài, hd = 2,0m; gtb - Khối lượng thể tích trung bình của đài và đất trên đài, gtb = 2,2T/m3; Fsb - Diện tích sơ bộ của đài, Fsb = 9,5 m2; Thay số vào công thức (II-4) ta được: G = 11.2,2.2 = 48,4 T Thay số vào công thức (II-3) ta có: nc > 1,5.(780+48,4)/673 = 1,84 Để đảm bảo cho các cọc làm việc một cách an toàn ta lấy nc = 2 cọc. * Sơ đồ bố trí cọc trong đài * Kiểm tra lực tỏc dụng lờn cọc Lực tỏc dụng lờn cọc phải thoả món điều kiện sau: Ta cú : Pomax = Ptt /n. n : Số lượng cọc trong đài ; n = 2 (T) < Ptt = 673 (T), Như vậy cọc làm việc bỡnh thường. * Kiểm tra cường độ của đất nền dưới mũi cọc Để kiểm tra cường độ của nền đất tại mũi cọc, coi đài cọc và phần đất giữa cỏc cọc là một múng khối quy ước, kớch thước múng khối quy ước phụ thuộc vào gúc mở a trong đú a đươc tớnh theo cụng thức : a được tớnh theo cụng thức : a = Diện tớch đỏy múng khối quy ước tớnh theo cụng thức Fqu =(Aq)2