Đề tài Đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà A4 thuộc khu chung cư phường Kim Giang,Thanh Xuân,Hà Nội.Thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ cho thiết kế kỹ thuật - Thi công công trình trên

Mở Đầu. Đất nước ta đang trên đà phát triển, xu thế quốc tế hóa toàn cầu hóa đã và đang diễn ra rộng khắp về mọi măt đời sống. Kéo theo quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng đặc biệt là ở Hà Nội, nơi tập chung dân cư đông đúc, nhu cầu xây dựng nhà ở cả về số lượng quy mô và tính chất là rất lớn đã đặt ra nhiều vấn đề cần phải giải quyết. Tuy nhiên quá trình xây dựng gặp không ít khó khăn. Trong những năm gần đây, Hà Nội đang tập trung xây dựng các khu chung cư cao tầng cho phù hợp với xu hướng phát triển chung của đất nước. Để giải quyết vấn đề này thì đòi hỏi phải có sự nghiên cứu một cách tỉ mỉ và chính xác các vấn đề (ĐCCT) đảm bảo về mặt kinh tế và kỹ thuật cũng như độ bền công trình, hạn chế tới mức tối đa nhưng sai sót trong quá trình thiết kế thi công và khi đưa vào sử dụng công trình. Sau khi học xong môn học “Địa Chất Công Trình chuyên môn” cùng với những kiến thức đã thu nhận, nhằm giúp sinh viên củng cố, nắm chắc và mở rộng kiến thức áp dụng để giải quyết những vấn đề cụ thể sau khi ra làm việc trong thực tế. Nhóm chúng e được bộ môn Địa Chất Công Trình giao cho làm đồ án môn học với đề tài: “ Đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà A4 thuộc khu chung cư phường Kim Giang,Thanh Xuân,Hà Nội.Thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ cho thiết kế kỹ thuật - thi công công trình trên.” Đồ án môn học khảo sát địa chất công trình có vai trò quan trọng nó giúp cho mỗi sinh viên: ¨ Củng cố những kiến thức đó học về khoa học ĐCCT và những môn học khác, đặc biệt là ĐCCT chuyên môn cho các dạng công trình khác nhau. ¨ Nắm được các bước, cũng như biết cách bố trí, quy hoạch, luận chứng các công tác khảo sát cho các giai đoạn thiết kế ¨ Làm cơ sở để sinh viên việc làm đồ án tốt nghiệp sau này đạt kết quả tốt nhất. Sau một thời gian làm đồ án môn học, với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của thầy giáo Tô Xuân Vu giảng dạy môn Địa chất công trình, em đã hoàn thành đồ án với những nội dung sau: - Mở Đầu: Sự cần thiết, ý nghĩa, mục đích, của việc làm đồ án môn học,… tên đồ án được giao. - Chương 1: Đánh giá điều kiện ĐCCT nhà A4 thuộc khu chung cư phường Kim Giang,Thanh Xuân,Hà Nội . Chương 2: Dự báo các vấn đề ĐCCT nhà A4 thuộc khu chung cư phường Kim Giang,Thanh Xuân,Hà Nội . Chương 3: Thiết kế phương án khảo sát ĐCCT nhà A4 thuộc khu chung cư phường Kim Giang,Thanh Xuân,Hà Nội . - Kết luận: Thành quả đồ án đạt được, những khó khăn, thuận lợi và những kiến nghị cần thiết. Tuy nhiên, do kiến thức chuyên môn cũng như kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên bản đồ án này khó tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn. Qua đây em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Tô Xuân Vu cùng các thầy cô trong Bộ môn Địa chất công trình đã tận tình hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn.! CHƯƠNG I: Đánh giá điều kiện ĐCCT nhà A4 thuộc khu chung cư phường Kim Giang,Thanh Xuân,Hà Nội . Khu nhà chung cư phường Kim Giang, Thanh Xuân, Hà Nội được xây dựng trên diện tích mặt bằng khoảng 29000m2. Quy mô nhà khác nhau, nhà thấp nhất có quy mô 2 tầng, nhà cao nhất có quy mô 15 tầng. Trong giai đoạn nghiên cứu thiết kế cơ sở, đã thu thập đầy đủ tài liệu thông tin từ nguồn tài liệu đã công bố, giai đoạn này công tác khảo sát ĐCCT sơ lược và khảo sát ĐCCT sơ bộ đã được tiến hành. Từ đó đã lập được sơ bộ tài liệu thực tế của khu vực gồm: Sơ đồ bố trí mặt bằng, Tài liệu khoan khảo sát địa chất công trình sơ bộ. Dựa vào công tác khảo sát thu thập được, chúng tôi tiến hành đánh giá điều kiện địa chất công trình khu vực khảo sát như sau: I. VÞ trÝ, ®Þa h×nh khu vùc kh¶o s¸t: Dựa vào sơ đồ tài liệu thực tế khảo sát ĐCCT sơ bộ ta thấy, công trình xây dựng thuộc khu Chung cư phường Kim Giang, quận Thanh Xuân, Hà Nội. Địa hình khu xây dựng đã được san lấp khá bằng phẳng, độ chênh cao không đáng kể, dao động trong khoảng 0,0 đến 0,1 m. Cao độ trung bình +6.05m 1.Địa tầng và tính chất cơ lý của đất: Theo kết quả khoan khảo sát ĐCCT sơ bộ cho biết địa tầng gồm 8 lớp phân bố từ trên xuống như sau: Lớp 1:Đất lấp Lớp đất lấp (1), được hình thành trong quá trình san lấp tạo mặt bằng xây dựng. Phía trên là lớp sét pha, sét lẫn gạch vụn ,phế thải xây dựng, thành phần hỗn tạp trạng thái không đều, chiều dày trung bình của lớp là 1,4m. Lớp này phân bố ngay trên mặt nó không có ý nghĩa về mặt xây dựng nên không tiến hành láy mẫu thí nghiệm. Lớp 2: sét pha màu nâu, nâu gụ, trạng thái dẻo cứng Lớp 2 nằm phía dưới lớp 1, gặp ở cả 5 hố khoan tại các độ sâu 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 sét pha màu nâu, nâu gụ, trạng thái dẻo cứng. Chiều dày trung bình của lớp là 2.46m. Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 2 : STT Các chỉ tiêu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB 1 Độ ẩm tự nhiên w % 21,2 2 Khối lượng thể tích tự nhiên γw g/cm3 1,9 3 Khối lượng thể tích khô γc g/cm3 1,6 4 Khối lượng riêng γs g/cm3 2,7 5 Hệ số rỗng tự nhiên eo 0,690 6 Độ lỗ rỗng n % 40 7 Độ bão 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 dính kết C kG/ cm2 0,227 13 Góc ma sát trong φ độ 15026’ 14 Hệ số nén lún a 1-2 cm2/kG 0,031 *Mô đun tổng biến dạng: E0 = β, Với β = 0,62 ; mk = 4,25 thay số ta có: 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 có: R0 = 1,6(kG/cm2). Lớp 3: Sét pha màu xám nâu, xám ghi, trạng thái dẻo mềm Lớp 3 nằm phía dưới lớp 2, nằm ở độ sâu 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 sét pha màu xám nâu, xám ghi, trạng thái dẻo mềm. Chiều dày trung bình của lớp : 3,58m. Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 3 : STT Các chỉ tiêu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB 1 Độ ẩm tự nhiên W % 29,9 2 Khối lượng thể tích tự nhiên γw g/cm3 1,8 3 Khối lượng thể tích khô γc g/cm3 1,4 4 Khối lượng riêng γs g/cm3 2,7 5 Hệ số rỗng tự nhiên eo 0,960 6 Độ lỗ rỗng n % 49 7 Độ bão 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 dính kết C kG/ cm2 0,2 13 Góc ma sát trong φ độ 10048’ 14 Hệ số nén lún a 1-2 cm2/kG 0,04 *Mô đun tổng biến dạng: E0 = β, Với β = 0,62 mk = 2,5 thay số ta có: 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 có: R0 = 1,2(kG/cm2). Lớp 4: Sét pha màu nâu xám, nâu gụ, trạng thái dẻo chảy Lớp 4 nằm phía dưới lớp 3, chỉ gặp ở 2 hố khoan 4 và 5 tại các độ sâu 6m(HK4), 6,5m(HK5). Bề dày lớp thay đổi từ 1,4 đến 2,2m. Thành phần là sét pha màu nâu xám, nâu gụ, trạng thái dẻo chảy. Chiều dày trung bình của lớp là 2,2m. Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 4 : STT Các chỉ tiêu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB 1 Độ ẩm tự nhiên W % 33,1 2 Khối lượng thể tích tự nhiên γw g/cm3 1,7 3 Khối lượng thể tích khô γc g/cm3 1,3 4 Khối lượng riêng γs g/cm3 2,7 5 Hệ số rỗng tự nhiên eo 1,075 6 Độ lỗ rỗng n % 51,8 7 Độ bão 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 dính kết C kG/ cm2 0,13 13 Góc ma sát trong φ độ 8025’ 14 Hệ số nén lún a 1-2 cm2/kG 0,059 *Mô đun tổng biến dạng: E0 = β, Với β = 0,62 mk = 1 thay số ta có: 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 có: R0 = 0,81(kG/cm2). Lớp 5: Bùn sét pha lẫn hữu cơ màu xám ghi, xám đen Lớp 5 nằm phía dưới lớp 4, nằm ở độ sâu 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 bùn sét pha lẫn hữu cơ màu xám ghi, xám đen. Chiều dày trung bình của lớp: 32,52 Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 5 : STT Các chỉ tiêu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB 1 Độ ẩm tự nhiên W % 44 2 Khối lượng thể tích tự nhiên γw g/cm3 1,62 3 Khối lượng thể tích khô γc g/cm3 1,1 4 Khối lượng riêng γs g/cm3 2,66 5 Hệ số rỗng tự nhiên eo 1,383 6 Độ lỗ rỗng n % 57,8 7 Độ bão 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 dính kết C kG/ cm2 0,088 13 Góc ma sát trong φ độ 5006’ 14 Hệ số nén lún a 1-2 cm2/kG 0,098 *Mô đun tổng biến dạng: E0 = β, Với β = 0,43 mk = 1 Thay số ta có: 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 có: R0 = 0,54(kG/cm2). Lớp 6: Sét màu nâu vàng, đỏ, xám xanh loang lổ, trạng thái dẻo cứng Lớp 6 nằm phía dưới lớp 5, nằm ở độ sâu 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 sét màu nâu vàng, đỏ, xám xanh loang lổ, trạng thái dẻo cứng. Chiều dày trung bình của lớp : 1,65m. Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 6 : 1 Độ ẩm tự nhiên W % 32,9 2 Khối lượng thể tích tự nhiên γw g/cm3 2,7 3 Khối lượng thể tích khô γc g/cm3 2,0 4 Khối lượng riêng γs g/cm3 2,7 5 Hệ số rỗng tự nhiên eo 0.95 6 Độ lỗ rỗng n % 25 7 Độ bão 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 dính kết C kG/ cm2 0,217 13 Góc ma sát trong φ độ 14025’ 14 Hệ số nén lún a 1-2 cm2/kG 0,032 *Mô đun tổng biến dạng: E0 = β, Với β = 0,43 mk = 6 thay số ta có: 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 có: R0 = 1,67 (kG/cm2). Lớp 7: Cát hạt nhỏ màu nâu xám xanh, trạng thái chặt Lớp 7 nằm phía dưới lớp 6, nằm ở độ sâu 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 cát hạt nhỏ màu nâu xám xanh, trạng thái chặt. Chiều dày trung bình của lớp: 1,28m. Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 7 : THÀNH PHẦN HẠT Khối lượng rieng Gãc ma s¸t trong M«đun tổng biến dạng Sức chịu tải quy ước Hàm lượng phần trăm các nhóm 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 cát màu xám vàng, nâu, trạng thái rất chặt. Lớp 8 nằm phía dưới lớp 7, nằm ở độ sâu 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 cát màu xám vàng, nâu, trạng thái rất chặt. Chiều dày trung bình của lớp: 6,58m Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 8 : THÀNH PHẦN HẠT Khối lượng riêng Góc ma sát trong Modun tổng biến dạng Sức chịu tải qui ước Hàm lượng phần trăm các nhóm 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.Đặc điểm địa chất thuỷ văn : Mực nước dưới đất tồn tại trong lớp đất lấp. Mực nước nằm nông, cách mặt đất từ 1,0 đến 1,2m.Ngoài ra, nước dưới đất tồn tại khá phong phú trong các lớp đất rời. Nguồn cung cấp chính là nước mưa, nước mặt và nước sinh hoạt. Trong giai đoạn khảo sát sơ bộ chưa lấy mẫu nước để phân tích thành phần hoá học của nước. 3.Các hiện tượng địa chất động lực công trình: 3.1.Hiện tượng sụt lún mặt đất. Khu vực thành phố Hà Nội là nơi bơm hút nước sử dụng sinh hoạt tương đối lớn, điều đó sễ dẫn đến sự phát triển những quá trình và các hiện tượng địa chất khác nhau. Trong tương lai sẽ dẫn đến hiện tượng hạ thấp mực nước ngầm, làm tăng chiều dày đới thông khí ,đất biến đổi dần các trạng thái vật lý của chúng, làm đất cố kết nhanh hơn và cuối cùng là bị sụt lún mặt đất . Vì vậy chúng ta phải có biện pháp khai thác nguồn nước cũng như quan trắc thường xuyên để đảm bảo ổn định nguồn nước. 3.2.Hiện tượng trượt. Do đất nền cấu tạo bởi các lớp đất yếu, bên cạnh đó đặc trưng kỹ thuật của các lớp đất lại khác nhau, nhất là biến đổi về chiều dày nên sẽ tồn tại những mặt trượt . Vì vậy có thể sẽ xảy ra trượt sâu. Nhận xét: Từ những đánh giá ĐCCT ở trên cho thấy cấu trúc nền đất ở vị trí xây dựng công trình có đặc điểm chủ yếu sau: - Lớp 1 là đất lấp có thành phần trạng thái không đồng nhất. - Lớp 2 lớp đất tốt, có sức chịu tải lớn, biến dạng nhỏ nhưng chiều dày nhỏ, cần chú ý khi phải chọn giải pháp móng công trình. - Lớp 3 và 4, có sức chịu tải và biến dạng trung bình, phù hợp với công trình có tải trọng vừa và nhỏ. - Lớp 5 là lớp đất yếu, chiều dày rất lớn, có sức chịu tải nhỏ, biến dạng lớn không phù hợp với công trình có tải trọng vừa và lớn. - Lớp 6 lớp đất tốt, có sức chịu tải lớn, biến dạng nhỏ nhưng chiều dày nhỏ. - Lớp 7 là lớp cát hạt nhỏ, trạng thái chặt, nhưng chiều dày rất nhỏ - Lớp 8 là lớp cuội sỏi lẫn cát, trạng thái rất chặt, rất phù hợp với công trình lớn. CHƯƠNG II DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Vấn đề địa chất công trình là những vấn đề bất lợi về mặt ổn định, phát sinh trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình. Do đó các vấn đề địa chất công trình không những phụ thuộc vào điều kiện địa chất tự nhiên mà còn phụ thuộc mục đích xây dựng. Tùy thuộc vào đặc điểm địa chất mỗi loại công trình khác nhau thì sẽ phát sinh những vấn đề địa chất công trình khác nhau. Vì vậy việc nghiên cứu các vấn đề địa chất công trình có ý nghĩa rất quan trọng cho phép chúng ta dự báo những bất lợi có thể xảy ra khi xây dựng và sử dụng công trình. Từ đó đề ra các giải pháp hợp lý bảo đảm công trình ổn định và kinh tế. Công trình : Nhà A4 thuộc khu chung cư phường Kim Giang, Thanh Xuân, Hà Nội với quy mô 10 tầng (400 T/trụ) đã được tiến hành khảo sát địa chất trong giai đoạn sơ bộ với 1 hố khoan. Theo kết quả đánh giá ĐCCT khu đất xây dựng có cấu trúc đất nền gồm 8 lớp đất như đã nêu trên. Với cấu trúc nền như vậy khi xây dựng công trình có thể phát sinh những vấn đề địa chất như sau: + Vấn đề sức chịu tải của đất nền + Vấn đề biến dạng lún của nền đất. + Vấn đề nước chảy vào hố móng. Như vậy vấn đề dự báo về ĐCCT khu nhà A4 được dự báo cụ thể các vấn đề sau: I.Vấn đề khả năng chịu tải của đất nền. Với quy mô, tải trọng thiết kế lớn, tại vị trí xây dựng công trình có cấu trúc đất nền chủ yếu là lớp bùn sét có chiều dày rất lớn, sức chịu tải nhỏ. Đối với tải trọng 400T/trụ của nhà A4 nếu đặt móng nông sẽ xảy ra hiện tượng lún mạnh gây ảnh hưởng đến sự ổn định của công trình. Do đó phương án móng cọc khoan nhồi cho công trình là hợp lý nhất, vì nó sẽ giải quyết được vấn đề sức chịu tải của đất nền, đảm bảo điều kiện ổn định, vấn đề lún của công trình và điều kiện thi công. Qua đó ta thấy: Đối với khu nhà10 Tầng với tải trọng lớn (Ptc = 400T/trụ) thì các lớp đất phía trên đều không chịu được tải trọng của công trình, hoặc là chiều dày lớp không lớn. Nhưng lớp 8 là lớp tương đối tốt có thể chịu được tải trọng của công trình. Căn cứ vào đặc điểm và đặc tính cơ lý của các lớp đất cũng như đặc điểm và quy mô công trình, tôi dự kiến thiết kế móng cọc khoan nhồi cho nhà 10 tầng. Mũi cọc đặt trên lớp cuội sỏi lẫn cát màu xám vàng, trạng thái rất chặt. 1. Chọn chiều sâu đặt móng Mũi cọc được thiết kế nằm trong lớp 8, có Môđun 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 móng. Căn cứ vào cấu trúc nền khu vực nghiên cứu và tải trọng công trình 400T/trụ, điều kiện thi công, kết cấu khung chịu lực, tôi chọn loại cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đổ tại chỗ, tiết diện trụ đặc,đường kính cọc 60 cm, với cốt thép dọc trục 10 thanh f 22 loại thép CT5, thép đai f 8 thép trơn, mác bê tông làm cọc là mác 300#. Ta chọn đài cọc là đài thấp, chiều sâu đáy đài là 2,0 m kể từ nền tự nhiên, 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 Tính toán sức chịu tải của cọc : Việc xác định sức chịu tải của cọc có nhiều phương pháp. Nhưng ở đây ta sử dụng hai phương pháp là: Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc và theo sức chịu tải của đất nền Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc. Pvl = m*(m1*m2*Rb*Fb + Ra*Fa) ( II-1 ) Trong đó : m : hệ số làm việc của cọc m = 1; m1: hÖ sè lµm viÖc ®èi víi cäc nhåi bªt«ng theo ph­¬ng chuyÓn vÞ th¼ng ®øng, lÊy m1 = 0,85. m2: hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña cäc kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña ph­¬ng ph¸p thi c«ng cäc. Khi thi c«ng trong huyÒn phï sÐt chän m2 = 0,7. Rbt : cường độ chịu nén giới hạn của bêtông, tra bảng PL.1-13 giáo trình nền móng Rbt = 125 (kG/cm2) = 1250 (T/m2); Rct : cường độ chịu kéo giới hạn của cốt thép, tra bảng PL.1-12 giáo trình nền móng Rct = 2400 (kG/cm2) = 24000 (T/m2); Fct : diện tích tiết diện cốt thép; Fct =10.p.r2 = 10.3,14 (0,011)2 = 3,8.10^-3(m2). Fbt : diện tích tiết diện phần bê tông; Fbt = F - Fct = 0,2826- 3,8.10^-3 = 0,2788 ( m2). Thay vào công thức ( II-1) ta được: PVL = 1x1x(1250 x 0,2788 x 0,85 x 0,7 + 24000 x 3,8.10^-3 ) = 299 (T). Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền Giả thiết ma sát xung quanh cọc phân bố đều theo chiều sâu trong phạm vi mỗi lớp đất mà cọc đi qua và phần lực của đất nền ở mũi cọc phân bố đều trên diện tích tiết diện ngang của cọc. Sức chịu tải của cọc được xác định theo công thức: pdn =0,7m(a1a2 U å(ti li) +a3F.R), Trong đó: - m: hệ số điều kiện làm việc, trong trường hợp này lấy m = 0,85; - a1 : hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến ma sát giữa đất và cọc lấy theo bảng (3.2) ta được a1 = 1; - a2 : hệ số kể đến ma sát giữa đất và cọc, lấy theo bảng ta được a2 = 1; - a3 : hệ số ảnh hưởng của việc mở rộng chân cọc đến sức chịu tải của nền đất ở mũi cọc (lớp bên), xác định theo bảng 3.4 sách nền móng. a3 = 1 - U : là chu vi cọc (U= 3,14´0,6 = 1,884( m); - F : tiết diện cọc ,F = 3,14´0,32 = 0,2826 (m2); - R : cường độ của nền đất dưới mũi cọc (T/m2), phụ thuộc vào loại đất, chiều sâu mũi cọc, lấy theo bảng (3.6) sách Nền và Móng với l8 = 50m, ta có R = 1500 T/m2; - li : Chiều dày lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua; - ti : ma sát bên của lớp đất thứ i ở mặt bên của thân cọc, giá trị ti được trình bầy theo như sau: - l2 = 2 m, Is = 0,34 ta có t2 = 3 T/m2, - l3 = 3,58m, Is = 0,62 ta có t3 = 0,6 T/m2. - l4 = 2,2m, Is = 0,84 ta có t4 = 0,3 T/m2. - l5 = 32,52m, Is = 1,02 ta có t5 = 0 T/m2. - l6 = 1,65m, Is = 0,3 ta có t6 = 6,4 T/m2. - l7 = 1,28m, ta có t7 = 10 T/m2. Thay số ta có: 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) + 1.0,2826.1500) = 310 (T) So sánh PVL và PĐN ta lấy sức chịu tải tính toán cho cọc là giá trị nhỏ nhất. Vậy sức chịu tải tính toán của cọc là Ptt = 299 (T). * Xác định sơ bộ kích thước đài cọc. Theo thiết kế, tải trọng tác dụng lên cọc là: ptc =400T/ trụ. Theo tiªu chuÈn TCXD 45 - 78 th× kho¶ng c¸ch gi÷a 2 tim cäc gÇn nhÊt ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 3d £ C £ 5d, víi d lµ ®­êng kÝnh cäc, d = 0,6 m. Trong tr­êng hîp nµy ta chän kho¶ng c¸ch gi÷a 2 tim cäc lµ C = 3d = 1,8m. øng suÊt trung b×nh d­íi ®¸y mãng lµ : stb =ptt / (3d) 2 = 299/1.82 = 92,28 T/m2 DiÖn tÝch s¬ bé cña ®¸y ®µi ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: (II-2) Trong ®ã: Ntc : T¶i träng tiªu chuÈn truyÒn xuèng ®µi cäc, Ntc = 400 T; gTB: Trọng lượng thể tích bình quân của đài và đất trên đài, ta chọn gTB = 2,2(T/m3); hd : ChiÒu s©u ®Æt ®¸y ®µi hd = 2,0 m; Thay vµo c«ng thøc (II-2) ta cã: Fsb = 400/( 92,28 – 2,2.2) = 4,55 m2 * X¸c ®Þnh sè l­îng cäc trong ®µi Sè l­îng cäc trong ®µi ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (II-3) Trong ®ã: b - HÖ