Luận văn Đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà B thuộc tổ hợp nhà ở siêu thị cao tầng công ty Dệt Kim Đông Xuân, Hà Nội. Thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ cho thiết kế kỹ thuật - Thi công công trình trên

Luận văn Đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà B thuộc tổ hợp nhà ở siêu thị cao tầng công ty Dệt Kim Đông 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 “Các phương pháp nghiên cứu và khảo sát Địa Chất Công Trình” 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 B thuộc tổ hợp nhà ở siêu thị cao tầng công ty Dệt Kim Đông 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, tôi 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 Bthuộc tổ hợp Nhà ở của công ty Dệt Kim-Đông Xuân Hà Nội - Chương 2: Dự báo các vấn đề ĐCCT nhà B thuộc tổ hợp Nhà ở của công ty Dệt Kim-Đông Xuân Hà Nội - Chương 3: Thiết kế phương án khảo sát ĐCCT nhà B thuộc tổ hợp Nhà ở của công ty Dệt Kim-Đông 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.! Nguyễn Khắc Dũng Ch­¬ng I §¸NH GI¸ §IÒU KIÖN §CCT NHµ C THUéC C¤NG TY DÖT KIM §¤NG XU¢N Hµ NéI I. VÞ trÝ, ®Þa h×nh khu vùc kh¶o s¸t: Khu vùc x©y dùng lµ khu nhµ C, thuéc khu x©y dùng c«ng ty DÖt kim §«ng Xu©n Hµ Néi, ®Þa h×nh khu vùc x©y dùng b»ng ph¼ng, thuËn lîi cho viÖc tËp kÕt nguyªn vËt liÖu vµ thi c«ng c«ng tr×nh. II. §Æc ®iÓm ®Þa tÇng vµ tÝnh chÊt c¬ lý cña c¸c líp ®Êt: Theo tµi liªu khoan hiÖn tr­êng kÕt hîp víi tµi liÖu trong phßng. §Þa tÇng khu vùc kh¶o s¸t gåm 6 líp theo thø tù tõ trªn xuèng nh­ sau: Líp 1: §Êt san lÊp - c¸t lÉn bª t«ng,g¹ch vôn. Líp 2: SÐt pha mµu n©u hång, tr¹ng th¸i dÎo mÒm. Líp 3: SÐt pha lÉn h÷umµu x¸m ®en,tr¹ng th¸i dÎo ch¶y. Líp 4: SÐt mµu n©u ®á tr¹ng th¸i dÎo cøng. Líp 5: C¸t h¹t nhá mµu x¸m xanh,x¸m vµng,tr¹ng th¸i chÆt võa Líp 6: Cuéi sái mµu x¸m,x¸m tr¾ng,x¸m vµng,tr¹ng th¸i rÊt chÆt Trong qu¸ tr×nh xö lý kÕt qu¶ thÝ nghiÖm, c¸c chØ tiªu søc chÞu t¶i quy ­íc (Ro) vµ m«®un tæng biÕn d¹ng (Eo) ®­îc tÝnh theo tiªu chuÈn TCXD-45-78, cô thÓ nh­ sau: *Søc chÞu t¶i quy ­íc: Ro = m.[( A.b + B.h ).g + c.D ] (2.1) Trong ®ã: Ro: Søc chÞu t¶i quy ­íc(T/m2) A,B,C hÖ sè kh«ng thø nguyªn, phô thuéc vµo gãc ma s¸t trong cña ®Êt (tra b¶ng2.2) m: HÖ sè lµm viÖc . m=1 b : ChiÒu réng mãng quy ­íc: b=1(m) h : ChiÒu s©u tr«n mãng quy ­íc: h=1(m) g : Khèi l­îng thÓ tÝch tù nhiªn cña ®Êt (T/m3) c : Lùc dÝnh kÕt cña ®Êt (T/m2) * M«®un tæng biÕn d¹ng: Eo= b.mk Trong ®ã: b : hÖ sè xÐt ®Õn ®iÒu kiÖn në h«ng h¹n chÕ, phô thuéc vµo tõng lo¹i ®Êt (tra b¶ng). - hÖ sè xÐt ®Õ ®iÒu kiÖn në h«ng h¹n chÕ, vµ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: , th­êng nhËn c¸c gi¸ trÞ sau: - C¸t: = 0,76; - C¸t pha: = 0,72; - SÐt pha: = 0,57; - SÐt: = 0,43; - hÖ sè në h«ng; - hÖ sè rçng cña ®Êt øng víi cÊp ¸p lùc nÐn 1KG/cm2; - hÖ sè nÐn lón øng víi cÊp ¸p lùc 1 – 2KG/cm2; - hÖ sè chuyÓn ®æi tõ kÕt qu¶ tÝnh E theo thÝ nghiÖm nÐn mét trôc trong phßng ra kÕt qu¶ tÝnh Eo theo thÝ nghiÖm nÐn tÜnh ngoµi trêi.Víi ®Êt cã tr¹ng th¸i tõ dÎo ch¶y tíi ch¶y, = 1. §Êt cã tr¹ng th¸i tõ dÎo mÒm tíi cøng th× ®­îc x¸c ®Þnh theo b¶ng 2.3. Lo¹i ®Êt øng víi e 0,45 0,55 0,65 0,75 0,85 0,95 1,05 C¸t pha 4,0 4,0 3,5 3,0 2,0 - - SÐt pha 5,0 5,0 4,5 4,0 3,0 2,5 2,0 SÐt - - 6,0 6,0 5,5 5,5 4,5 §Æc tÝnh x©y dùng cô thÓ cña tõng líp ®Êt trong khu vùc kh¶o s¸t t¹i lç khoan HK4 &HK5 nh­ sau: *Líp 1: §©y lµ líp ®Êt san lÊp-c¸t lÉn bª t«ng,g¹ch vôn. Thµnh phÇn cña líp lµ c¸t lÉn bª t«ng,g¹ch vôn. BÒ dµy cña líp thay ®æi tõ 1,5 m (HK5) ®Õn 2,2 m (HK4), trung b×nh lµ 1,85m. Do chiÒu dµy cña líp máng, kh«ng cã ý nghÜa vÒ mÆt x©y dùng nªn kh«ng tiÕn hµnh lÊy mÉu thÝ nghiÖm. *Líp 2: §Êt sÐt pha, mµu n©u hång, tr¹ng th¸i dÎo mÒm. Líp nµy cã mÆt t¹i lç khoan HK5 & HK4 trªn diÖn tÝch khu vùc kh¶o s¸t. ChiÒu s©u líp ph©n bè b¾t ®Çu ë ®é s©u 1,5 (HK5) ®Õn 2,2m (HK4) vµ chiÒu s©u líp kÕt thóc tõ 6,0m (HK5) ®Õn 6,5 (HK4). ChiÒu dµy líp biÕn ®æi tõ 4,3 m(HK4) ®Õn 4,5m (HK5), trung b×nh lµ 4,4m Trong líp nµy, ta lÊy 2 mÉu thÝ nghiÖm. C¸c gi¸ trÞ chØ tiªu c¬ lý tr×nh bµy trong b¶ng sau: STT C¸c chØ tiªu c¬ lý Ký hiÖu §¬n vÞ Gi¸ trÞTB 1 §é Èm tù nhiªn W % 31,2 2 Khèi l­îng thÓ tÝch tù nhiªn g g/cm3 1,875 3 Khèi l­îng thÓ tÝch kh« gc g/cm3 1,43 4 Khèi l­îng riªng D g/cm3 2,7 5 HÖ sè rçng tù nhiªn eo 0,89 6 §é lç rçng n % 47,04 7 §é b·o hoµ G % 94,65 8 Giíi h¹n ch¶y Wl % 34,9 9 Giíi h¹n dÎo Wp % 22,6 10 ChØ sè dÎo Ip % 12,3 11 §é sÖt IS 0,70 12 Lùc dÝnh kÕt C kG/cm2 0,19 13 Gãc ma s¸t trong j ®é 11o16 14 HÖ sè nÐn lón a 1-2 cm2/kG 0,0395 15 Søc chÞu t¶i quy ­íc Ro kG/cm2 4,77 16 M«®un tæng biÕn d¹ng Eo kG/cm2 76,36 Trong ®ã ¸p lùc tÝnh to¸n tiªu chuÈn ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Víi =11o16 suy ra A=0,21;B=1,86;C=4,33 =1.(0,21.1+1,86.1).1,91+4.33.0,19=4,77 kG/cm2 V× ®Êt lµ sÐt pha nªn tra b¶ng 2.3 ta ®­îc: = 2.8, = 0.57 =0.57.2.8.(1+0,89)/0,0395=76,36 KG/cm2 * Líp 3: SÐt pha lÉn h÷u c¬ m¸u x¸m ®en,tr¹ng th¸i dÎo ch¶y Líp nµy cã mÆt t¹i lç khoan HK4& HK5. ChiÒu s©u líp ph©n bè b¾t ®Çu ë ®é s©u 6,0m (HK5) vµ 6,5m (HK4), chiÒu s©u kÕt thóc 25,6m (HK4) vµ 26,8m (HK5) , chiÒu dµy trung b×nh 19,95m. Trong líp nµy, ta lÊy 2 mÉu thÝ nghiÖm. C¸c gi¸ trÞ chØ tiªu c¬ lý tr×nh bµy trong b¶ng sau: STT C¸c chØ tiªu c¬ lý Ký hiÖu §¬n vÞ Gi¸ trÞ TB 1 §é Èm tù nhiªn W % 42,16 2 Khèi l­îng thÓ tÝch tù nhiªn g g/cm3 1,64 3 Khèi l­îng thÓ tÝch kh« gc g/cm3 1,15 4 Khèi l­îng riªng D g/cm3 2,67 5 HÖ sè rçng tù nhiªn eo 1,31 6 §é lç rçng n % 65,69 7 §é b·o hoµ G % 85,77 8 Giíi h¹n ch¶y Wl % 44,96 9 Giíi h¹n dÎo Wp % 32,32 10 ChØ sè dÎo Ip % 12,64 11 §é sÖt IS 0,78 12 Lùc dÝnh kÕt C kG/cm2 0,09 13 Gãc ma s¸t trong j ®é 6o5 14 HÖ sè nÐn lón a 1_2 cm2/kg 0,074 15 Søc chÞu t¶i quy ­íc Ro kG/cm2 2,8 16 M«®un tæng biÕn d¹ng Eo kG/cm2 44,3 j=6o5 tra b¶ng 2.2 suy ra A=0,101;B=1,396;D=3.94 Thay sè vµo (2.1) suy ra Ro =2,8 kG/cm2 V× ®Êt lµ sÐt pha nªn tra b¶ng 2.3 ta ®­îc: = 2,49; = 0,57 Suy ra m« ®un tæng biÕn d¹ng Eo =44,3 kG/cm2 * Líp 4: §Êt sÐt mµu n©u ®á,tr¹ng th¸i dÎo cøng. Líp nµy cã mÆt t¹i lç khoan HK4. ChiÒu s©u líp ph©n bè b¾t ®Çu ë ®é s©u 25,6m (t¹i HK4),chiÒu s©u líp kÕt thóc 27,0m.Trung b×nh lµ 1,4m Trong líp nµy, ta lÊy 2 mÉu thÝ nghiÖm. C¸c gi¸ trÞ chØ tiªu c¬ lý tr×nh bµy trong b¶ng sau: STT C¸c chØ tiªu c¬ lý Ký hiÖu §¬n vÞ Gi¸ trÞ TB 1 §é Èm tù nhiªn W % 29,75 2 Khèi l­îng thÓ tÝch tù nhiªn gw g/cm3 1,895 3 Khèi l­îng thÓ tÝch kh« gc g/cm3 1,46 4 Khèi l­îng riªng D g/cm3 2,715 5 HÖ sè rçng tù nhiªn eo 0,86 6 §é lç rçng N % 46,20 7 §é b·o hoµ G % 94,03 8 Giíi h¹n ch¶y Wl % 41,8 9 Giíi h¹n dÎo Wp % 24,2 10 ChØ sè dÎo Ip % 17,6 11 §é sÖt IS 0,82 12 Lùc dÝnh kÕt c kG/cm2 0,275 13 Gãc ma s¸t trong j ®é 16o53 14 HÖ sè nÐn lón a 1-2 cm2/kg 0,02 15 Søc chÞu t¶i quy ­íc Ro kG/cm2 7,39 16 M«®un tæng biÕn d¹ng Eo kG/cm2 219,94 j=16o53 tra b¶ng 2.2 suy ra A=0,426;B=2,71;D=5,29 Thay sè vµo (2.1) suy ra Ro =7,39 kG/cm2 V× ®Êt sÐt nªn tra b¶ng 2.3 ta ®­îc: = 5,5; = 0,43 Suy ra m« ®un tæng biÕn d¹ng Eo =219,94 kG/cm2 *Líp 5: C¸t h¹t nhá mµu x¸m xanh,x¸m tr¾ng,x¸m vµng,tr¹ng th¸i rÊt chÆt. Líp nµy cã mÆt t¹i lç khoan HK4 & HK5. ChiÒu s©u líp ph©n bè b¾t ®Çu ë ®é s©u 26,8m(HK5) ®Õn 27,0m(HK4), chiÒu s©u líp kÕt thóc 39,5m(HK4) ®Õn 39,8m(HK5) . ChiÒu dµy lµ 5,4m. §èi víi c¸t , gi¸ trÞ R0 dùa vµo TCVN 45-78 b¶ng 11.7 vµ E0 dùa theo T.P.Tasios,A.G.Anagnostoponlos : E0 =a+C(N+6) Víi : a=40 khi N>15 a=0 khi N<15 C lµ hÖ sè phô thuéc lo¹i ®Êt x¸c ®Þnh theo b¶ng : Lo¹i ®Êt §Êtlo¹i sÐt c¸t h¹t mÞn c¸t h¹t võa c¸t h¹t to c¸t lÉn s¹n sái s¹n sái lÉn c¸t HÖ sè C 3 3,5 4,5 7 10 12 V× ®Êt ë ®©y lµ c¸t h¹t nhá C=3.5,N=26>15 suy ra a=40 E0 =40+3,5.(26+6)=152 kG/cm2 Trong líp nµy, ta lÊy 2 mÉu thÝ nghiÖm. C¸c gi¸ trÞ chØ tiªu c¬ lý tr×nh bµy trong b¶ng sau: Ro dùa vµo b¶ng 1.4 tiªu chuÈn 45-78 cho ®Êt rêi: suy ra Ro =4/3 kG/cm2 STT C¸c chØ tiªu c¬ lý Ký hiÖu §¬n vÞ Gi¸ trÞ TB 1 Thµnh phÇn h¹t >10 10-5 5-2 2-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.1 0.1-0.05 0.05-0.01 P % 1.6 46.2 41.5 9.8 0.9 4 Khèi l­îng riªng D g/cm3 2.65 5 Gi¸ trÞ xuyªn tiªu chuÈn N Sè bóa/30cm 26 6 Søc chÞu t¶i quy ­íc Ro kG/cm2 4/3 7 M«®un tæng biÕn d¹ng Eo kG/cm2 152 *Líp 6: Cuéi sái mµu x¸m,x¸m tr¾ng,x¸m vµng,tr¹ng th¸i rÊt chÆt. Líp nµy cã mÆt t¹i lç khoan HK4 & HK5. ChiÒu s©u líp ph©n bè b¾t ®Çu ë ®é s©u 39.5m(HK4) ®Õn 39.8m(HK5), chiÒu s©u líp kÕt thóc 45m(HK4)&(HK5) . ChiÒu dµy lµ 5.35m. Gia trÞ xuyªn tiªu chuÈn SPT N>100 Nh­ vËy tÇng cuéi sái cã mo ®un tæng biÕn d¹ng rÊt lín. Ap lùc tÝnh to¸n tiªu chuÈn:tra trong tiªu chuÈn x©y dùng 45-78(b¶ng 1.4) ta ®­îc Ro=6.0 kG/cm2 STT C¸c chØ tiªu c¬ lý Ký hiÖu §¬n vÞ Gi¸ trÞ TB 1 Thµnh phÇn h¹t >10 10-5 5-2 2-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.1 0.1-0.05 0.05-0.01 P % 35.0 17.0 11.2 20.6 11.2 3.0 2.0 4 Khèi l­îng riªng D g/cm3 2.65 5 Gi¸ trÞ xuyªn tiªu chuÈn N Sè bóa/30cm 105 6 Søc chÞu t¶i quy ­íc kG/cm2 6.0 7 M«®un tæng biÕn d¹ng Eo kG/cm2 >> III. §Æc ®iÓm ®Þa chÊt thuû v¨n khu vùc kh¶o s¸t: N­íc d­íi ®Êt ë khu vùc x©y dùng tån t¹i trong líp ®Êt lÊp vµ trong c¸c trÇm tÝch h¹t rêi.Mùc n­íc dao ®éng theo mïa.t¹i thêi ®iÓm kh¶o s¸t mùc ®o ®­îc trong líp ®Êt c¸ch mÆt ®Êt tõ 0.8 ®Õn 1.0m.Nguån cung cÊp lµ n­íc m­a,n­íc th¶i sinh ho¹t.Trong giai ®o¹n kh¶o s¸t ch­a lÊy mÉu ®Ó ph©n tÝch thµnh phÇn hãa häc cña n­íc CHƯƠNG 2 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. Vấn đề địa chất công trình không chỉ phụ thuộc vào các yếu tố của điều kiện địa chất công trình tồn tại một cách khách quan, mà còn phụ thuộc vào loại cũng như đặc điểm và quy mô công trình cụ thể. 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 phép biết được những vấn đề bất lợi của điều kiện địa chất công trình đến việc xây dựng một công trình cụ thể, từ đó có thể đưa ra các giải pháp thích hợp để khắc phục, đảm bảo công trình xây dựng kinh tế và ổn định lâu dài. 2.1 Đặc điểm của công trình xây dựng. Công trình xây dựng là công trình thuộc Công ty Dệt Kim-Đông Xuân Hà Nội Thông số kỹ thuật của công trình như sau: Nhà 9 tầng có tải trọng 380 tấn/trụ. Diện tích khu xây dựng là 19,5m x 34,5m. 2.2 Phân tích khả năng phát sinh các vấn đề địa chất công trình. Với điều kiện ĐCCT của khu vực xây dựng, quy mô và tải trọng công trình, trong quá trình thi công và sử dụng công trình có thể phát sinh một số vấn đề ĐCCT sau: 2.2.1 Vấn đề sức chịu tải của đất nền: Khi công trình xây dựng trên nề đất có sức chịu tải thấp, đất nền sẽ không đáp ứng được điều kiện làm viêc bình thường của công trình. Việc đánh giá khả năng chịu tải của đất nền cần gắn liền với quy mô kết cấu công trình. Kết quả đánh giá khả năng chịu tải của các lớp đất là cơ sở để lựa chọn giải pháp kết cấu móng và lớp đặt móng cho công trình. 2.2.2 Vấn đề biến dạng của đất nền: Công trình xây dựng trên đất nền, đặc biệt là đất nền có sức chịu tải thấp, thường phát sinh biến dạng lún. Biến dạng lún của đất nền nếu vượt quá giới hạn cho phép thì sẽ gây biến dạng và hư hỏng công trình. Việc đánh giá khả năng biến dạng lún đặc biệt là lún không đều, có ý nghĩa rất quan trọng trong việc tìm kiếm giải pháp kết cấu tốt nhất, đảm bảo sự ổn định lâu dài và làm việc bình thường của công trình. Để đánh giá đặc điểm và khả năng lún của công trình cần đánh giá quá trình biến dạng lún theo thời gian. Kết quả đánh giá biến dạng lún theo thời gian cho phép xác định tiến độ và thứ tự thi công công trình hợp lý. 2.2.3 Vấn đề nước chảy vào hố móng: Trong giai đoạn khảo sát sơ bộ đã quan trắc thấy mực nước ngầm nằm rất gần mặt đất 0,8m-1m, do đó trong quá trình thi công móng sẽ phát sinh hiện tượng nước chảy vào hố móng gây cản trở quá trình thi công móng. Kết quả khảo sát ĐCCT dự báo đúng đắn các vấn đề ĐCCT có thể phát sinh, đó là cơ sở để lựa chọn giải pháp thiết kế cũng như biện pháp công trình hợp lý. 2.3 Kiểm toán các vấn đề địa chất công trình. Việc tính toán dự báo các vấn đề ĐCCT phụ thuộc vào đặc điểm công trình và giải pháp về móng công trình. Vì vậy trước khi tính toán dự báo cần phải luận chứng giải pháp móng và thiết kế sơ bộ móng công trình để việc tính toán dự báo được cụ thể, chính xác đối với công trình. 2.3.1 Luận chứng giải pháp móng công trình. Dựa vào mặt cắt ĐCCT tuyến HK2 – HK5 , HK5 – HK6 và sơ đồ bố trí các công trình thăm dò ở giai đoạn khảo sát sơ bộ, tôi chọn địa tầng hố khoan HK5 làm cơ sở tính toán cho khu nhà B. Địa tầng HK2 mô tả từ trên xuống dưới như sau: Lớp 1 (0,0-2,2m) :Đất lấp (cát lẫn bê tông,gạch vụn) Lớp 2 (2,2-7,0m): Sét pha màu nâu hông, trạng thái dẻo mềm Lớp 3 ( 7,0-24,8) : Sét pha màu xám đen lẫn hữu cơ, trạng thái dẻo chảy Lớp 4 (24,8-27,6) : Sét nâu đỏ trạng thái dẻo cứng Lớp 5( 26,6-40) :Cát hạt nhỏ xám xanh đến xám vàng trạng thái chặt vừa Lớp 6 (40-45) :Cuội sỏi màu xám trắng đến xám vàng, trạng thái rất chặt Đối với khu nhà 9 Tầng với tải trọng lớn (Ptc = 380T/trụ) thì các lớp đất phía trên đều không chịu được tải trọng của công trình, hoặc là chiều dày lớp không lớn. thì giải pháp móng nông là không hợp lý về mặt kỹ thuật, khả năng biến dạng của công trình là rất cao. Còn nếu dung giải pháp móng cọc khoan nhồi thì không hợp lý về mặt kinh tế. Vì vậy tôi quyết định chọn giải pháp móng cọc đài thấp, cọc ma sát làm bằng bê tông cốt thép (BTCT) được chế tạo sẵn, thi công bằng phương pháp ép tĩnh Cọc BTCT có những ưu điểm sau: Đáp ứng được những yêu cầu của công trình có tải trọng lớn, hạn chế được hiện tượng lún đặc biệt là lún không đều. Thi công được trong mọi điều kiện ĐCCT và ĐCTV. Tránh được rung động và lún tới công trình lân cận. Móng cọc BTCT có nhưng ưu điểm sau : Đáp ứng được những yêu cầu của công trình có tải trọng lớn và chiều dài lớn ( hạn chế được độ lún đặc biệt là lún lệch ). Thi công được trong mọi điều kiện ĐCCT và ĐCTV. Tránh được rung động và lún tới công trình lân cận. Dựa vào địa tầng và tải trọng công trình tôi quyết định đặt mũi cọc tại lớp 5.Cọc sẽ cắm sâu vào lớp 5 là 2,2m.Như vậy độ sâu thiết kế là 29m.Đáy đài đặt ở độ sâu 1,5m,cọc ngàm vào đài 0,5m vì thế chiều dài cọc là 28m. 2.3.2. Thiết kế và tính toán sơ bộ móng cọc bê tông cốt thép Xác định sơ bộ kích thước cọc: Căn cứ vào điều kiện ĐCCT và tải trọng công trình 380T/trụ, ta dùng cọc ma sát cấu tạo bằng bê tông cốt thép đúc sẵn, tiết diện 30ì30cm. Chiều dài cọc 28m, bê tông mac 300 Cốt thép dọc chịu lực là loại thép CT3 (nhà dân dụng) số lượng 4 thanh, đường kính 20mm (ệ20). Cốt thép đai đường kính ệ8. Các đoạn cọc nối với nhau bằng bản thép dầy và được hàn bằng bản mã điện. Cọc ngàm vào đài 0,5m, bề dầy đài 1,5m, đáy đài ở độ sâu 1,5m tính từ bề mặt công trình, mũi cọc cắm ở độ sâu thiết kế 29m và cắm sâu vào lớp 5 là 2,2m. chieu dai coc 28 Xác định sức chịu tải tính toán của cọc. Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc (2.1) PVL - Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc (T) m - Hệ số điều kiện là việc của cọc, lấy m = 0,9 ử- Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc trục = 1 Rbt - Cường độ chịu nén dọc trục của bê tông Rbt= 1300 ( T/m2 ); Rct - Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép. có Rct= 21000 ( T/m2 ) Fct - Diện tích tiết diện cốt thép Fct= 4.r2 = 4.3,14.(0,02/2)2 = 0,00126 (m2) Fbt - Diện tích tiết diện của bêtông với Fbt= 0,3.0,3 – 0,00126 = 0,0774 (m2) Thay số vào công thức (2.1) ta được : Pvl = 0,9.1.(1300.0,0774 + 21000.0,00126) = 114,372(T) Pvl = 114,372(T) Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ chịu tải của đất nền Giả thiết ma sát xung quanh thân cọc phân bố đều trong phạm vi lớp đất theo chiều sâu và trên tiết diện ngang của cọc. Sức chịu tải của cọc theo cường độ chịu tải của nền đất xác định theo công thức. (2.2) Pđất - sức chịu tải của cọc theo đất nền ( T ) m - Hệ số điều kiện làm việc (chọn m = 0,9) α1 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc. Tra bảng3.2 (Sách cơ đất nền móng) cho lớp sét pha ta được α1= 0,9; α2 - Hệ số kể đến ma sát giữa cọc và đất nền, thông thường lấyα 2 = 1.0 α3 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc mở rộng chân cọc tới sức chịu tải của nền đất tại mũi cọc (Đóng cọc dẫn bịt đầu không xói và không lấy đất bên trong có sỏi) tra bảng3.4 (Sách cơ đất nền móng) lấy α 3 = 0,7 U - chu vi tiết diện ngang của cọc, U = 4.0,3 = 1,2 (m) τi - lực ma sát giới hạn trung bình của mỗi lớp đất li - chiều dày của mỗi lớp đất cọc xuyên qua (m) F - diện tích tiết diện cọc, F = 0,3.0,3 = 0,09 (m2) - cường độ giới hạn đơn vị trung bình của lớp đất dưới mũi cọc = 364(T/m2) (do tỳ lên lớp 5- cát hạt nh theo bảng tra 3.6 trang 68 sách giáo trình nền và móng – trường Đại Học Mỏ - Đại Chất ). Khi xác định ma sát thành bên i theo cách tra bảng. Sự phân chia và tính toán ma sát quanh cọc được thể hiện trong bảng 2.1 Bảng 2.1.Bảng kết quả tính toán lực ma sát trung bình Lớp chiều sâu TB(m) Độ sệt τi (T/m2) li (m) τi.li (T/m) 2 3.75 0.7 0.475 4.5 2.137 3 16.4 0,78 1.456 20.8 30.28 5 33.3 6.43 13 83.59 Tổng 116.007 Thay số vào công thức (2.2), ta có: Pdat=0,7.0,9 (0,9 .1 .1,2 .116,007 + 0,7.0,09 .364) = 93.38 (T) Vậy Pdat = 93,38(T) So sánh 2 giá trị : Pvl, Pđn ta thấy : PVL = 114,372(T)> Pdat= 93.38 (T) Để đảm bảo an toàn cho công trình tôi chọn sức chịu tải của cọc theo giá trị tính toán Pdat= Ptt = 93.38 (T) Tính toán đài cọc, số cọc trong đài Xác định sơ bộ kích thước đài ở cùng độ sâu, ứng suất úz do nhóm cọc (đứng gần nhau) gây ra lớn hơn nhiều ứng suất σz do cọc đơn gây ra. Và như vậy độ lún của cọc đơn sẽ nhỏ hơn đ