BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG THUYẾT MINH THIẾT KẾ MÓNG NÔNG VÀ MÓNG CỌC GVHD Th S NGUYỄN TỔNG SVTH NGUYỄN ĐẠI TOÀN THIÊN MSSV 18119042[.]
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHÓA: 2018
Trang 3TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHÓA: 2018
Trang 4MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv
DANH MỤC HÌNH VẼ viii
DANH MỤC BẢNG BIỂU x
CHƯƠNG 1 THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 1
1.1 Lý thuyết thống kê 1
1.1.1 Phân chia đơn nguyên địa chất: 1
1.1.2 Xác định các giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các đặc trưng của đất: 4
1.2 Thống kê địa chất móng nông: 7
1.2.1 Phân chia đơn nguyên địa chất móng nông: 8
1.2.2 Xác định giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các đặc trưng của đất: 9
1.2.3 Tổng hợp các giá trị thống kê 23
1.3 Thống kê địa chất móng cọc: 25
1.3.1 Phân chia đơn nguyên địa chất móng cọc: 26
1.3.2 Xác định giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các đặc trưng của đất: 28
1.3.3 Tổng hợp các giá trị thống kê: 45
CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN 47
2.1 Thông tin đầu vào: 47
2.1.1 Thông tin tải trọng: 47
2.1.2 Thông tin đất nền: 47
2.1.3 Thông tin vật liệu làm móng: 49
2.2 Sơ bộ kích thước móng: 49
2.2.1 Cơ sở chọn nhiều sâu đặt móng 49
2.2.2 Chiều sâu đặt móng 49
2.2.3 Xác định kích thước móng: 50
2.3 Áp lực dưới đáy móng và áp lực tiêu chuẩn nền RII: 52
2.3.1 Tính áp lực dưới đáy móng: 52
2.3.2 Tính áp lực tiêu chuẩn nền RII: 53
2.3.3 Kiểm tra áp lực tiêu chuẩn nền RII: 54
2.4 Lún cho móng đơn: 54
2.5 Sức chịu tải của nền đất: 58
2.6 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng theo TCVN 5574:2018: 60
2.7 Tính toán và bố trí thép: 62
Trang 53.1 Thông tin đầu vào: 67
3.1.1 Thông tin tải trọng: 67
3.1.2 Thông tin đất nền: 67
3.1.3 Thông tin vật liệu làm móng: 69
3.2 Sơ bộ kích thước móng: 69
3.2.1 Cơ sở chọn nhiều sâu đặt móng 69
3.2.2 Chiều sâu đặt móng 69
3.2.3 Xác định kích thước móng: 70
3.3 Áp lực dưới đáy móng và áp lực tiêu chuẩn nền RII: 74
3.3.1 Tính áp lực dưới đáy móng: 74
3.3.2 Tính áp lực tiêu chuẩn nền RII: 75
3.3.3 Kiểm tra áp lực tiêu chuẩn nền RII: 76
3.4 Lún cho móng băng: 76
3.5 Sức chịu tải của nền đất: 79
3.6 Tính cắt cánh móng: 81
3.7 Tính thép cho dầm móng và cánh móng: 82
3.7.1 Xác định điều kiện móng cứng và móng mềm: 82
3.7.2 Vẽ sơ đồ tính và biểu đồ nội lực cho dầm móng: 85
3.7.3 Tính thép cho dầm móng băng: 87
3.7.4 Tính thép cho cánh móng băng: 90
3.7.5 Tính cốt đai cho móng băng: 91
CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MÓNG CỌC 93
4.1 Thông tin đầu vào: 93
4.1.1 Dữ liệu thiết kế: 93
4.1.2 Thông tin tải trọng: 93
4.1.3 Thông tin đất nền: 93
4.1.4 Thông tin vật liệu làm móng: 96
4.2 Sơ bộ kích thước móng: 96
4.2.1 Xác định chiều sâu chôn móng (Df): 96
4.2.2 Chọn sơ bộ kích thước cọc: 96
4.3 Xác định sức chịu tải của cọc: 97
4.3.1 Tính sức chịu tải vật liệu làm cọc: 97
4.3.2 Xác định sức chịu tải thiết kế: 99
Trang 64.4 Sơ bộ số lượng và bố trí cọc: 106
4.4.1 Sơ bộ số lượng cọc: 106
4.4.2 Bố trí cọc: 106
4.5 Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc: 108
4.5.1 Xác định các giá trị tải trọng tác dụng lên đầu cọc: 108
4.5.2 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc: 110
4.6 Xác định khối móng quy ước: 111
4.7 Kiểm tra ổn định đáy móng quy ước: 113
4.7.1 Dời lực xuống đáy khối móng quy ước: 113
4.7.2 Áp lực dưới đáy khối móng quy ước: 114
4.7.3 Đối với móng lệch tâm 1 phương: 115
4.8 Tính và kiểm tra điều kiện lún cho móng quy ước: 115
4.8.1 Tính áp lực gây lún: 115
4.8.2 Tính lún cho móng quy ước: 115
4.9 Kiểm tra xuyên thủng theo TCVN 5574:2018 và chịu cắt của đài móng: 118
4.9.1 Kiểm tra xuyên thủng theo TCVN 5574:2018 118
4.9.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt dưới ảnh hưởng uốn của đài móng: 120
4.10 Tính toán và bố trí thép: 121
4.10.1 Tính thép theo phương cạnh Bd: 121
4.11 Kiểm tra khả năng của cọc khi vận chuyển và lắp dựng cọc: 124
4.11.1 Khi vận chuyển cọc: 124
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 7DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
A- Hệ số không thứ nguyên được tính theo góc ma sát trong dưới đáy móng
Ai - Giá trị riêng biệt thứ i của chỉ tiêu
- Giá trị trung bình của một chỉ tiêu
Atc - Giá trị tiêu chuẩn của các chỉ tiêu đang xét
Att- Giá tính toán của các chỉ tiêu đang xét
Amax- Giá trị lớn nhất của các chỉ tiêu đang xét
Ap- Diện tích tiết diện mũi cọc
As- Tổng diện tích cốt thép cọc
B- Hệ số không thứ nguyên được tính theo góc ma sát trong dưới đáy móng
Bm- Chiều rộng đài
Bqu- Chiều rộng khối móng quy ước
D- Hệ số không thứ nguyên được tính theo góc ma sát trong dưới đáy móng
Dc- Đường kính cọc
Df- Chiều sâu chôn móng
Np- Chỉ số SPT trung bình
E- Modun đàn hồi của vật liệu làm cọc
I- Moment quán tính tiết diện cọc
Lm- Chiều dài đài
Lqu- Chiều dài khối móng quy ước
Mtt- Moment tính toán
Mtc- Moment tiêu chuẩn
Mx- Moment xoay quanh trục x
My- Moment xoay quanh trục y
MI-I- Moment mặt cắt I-I
MII-II- Moment mặt cắt II-II
Ntt- Lực tính toán theo phương đứng
Ntc- Lực tiêu chuẩn theo phương đứng
Nsi- Chỉ số SPT trung bình
Gs,i- Tỷ trọng hạt tại lớp thứ i
Gs,tb- Tỷ trọng hạt trung bình
Trang 8Gs,tc- Tỷ trọng hạt tiêu chuẩn
Gs,tt- Tỷ trọng hạt tính toán
Hx- Lực tác dụng theo phương x
Hy- Lực tác dụng theo phương y
Rb- Cường độ chịu nén tính toán của bê tông
Rcd- Sức chịu tải thiết kế
Rcu,i- Sức chịu tải theo trường hợp i
Rck- Sức chịu tải nén của cọc
Rs- Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép
Rvl- Sức chịu tải vật liệu
Rcu,group- sức chịu tải của cọc kể đến hiệu ứng nhóm cọc
WL,i- Giới hạn nhão phân lớp thứ i
WL,tb- Giới hạn nhão trung bình
WL,tc- Giới hạn nhão tiêu chuẩn
WP,i- Giới hạn dẻo phân lớp thứ i
WP,tb- Giới hạn dẻo trung bình
WP,tc- Giới hạn dẻo tiêu chuẩn
eo,i- Hệ số rổng tự nhiên phân lớp thứ i
eo,tb- Hệ số rỗng trung bình
eo,tc- Hệ số rỗng tính toán
u- Chu vi tiết diện ngang thân cọc
ki- Hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ i
lci- Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất hạt mịn thứ i
ltt- Chiều dài cọc làm việc
pmax- Áp lực lớn nhất dưới đáy móng
pmin- Áp lực nhỏ nhất dưới đáy móng
ptb- Áp lực trung bình dưới đáy móng
Trang 9- Hệ số động
- Hệ số biến dạng
- Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc
- Góc ma sát giữa đất và cọc trong lớp đất rời thứ i
- Độ mảnh
ctc- Lực dính đơn vị
cui- lực dính không thoát nước của lớp đất hạt mịn thứ i
- Độ lệch bình phương trung bình
- Độ lệch bình phương trung bình của chỉ tiêu
- Giá trị riêng của ứng suất pháp
- Ứng suất bản thân hữu hiệu
- Ứng suất bản thân
- Độ lệch bình phương trung bình
- Độ lệch bình phương trung bình
- Hệ số biến động
tan - Giá trị tiêu chuẩn của góc ma sát
- Giá trị riêng của sức chống cắt
- Hệ số phụ thuộc vào xác suất độ tin cậy
- Chỉ số sộ chính xác
qp- Cường độ sức kháng ma sát của đất dưới mũi cọc
- Dung trọng tự nhiên
- Dung trọng tự nhiên của phân lớp thứ i
- Trị tính toán sức chịu tải cọc hay sức chịu tải thiết kế
- Dung trọng trung bình phân lớp thứ i
- Hệ số điều kiện làm việc của cọc
- Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc
- Hệ số điều kiện làm việc của đất hạt mịn trên thân cọc
Trang 10- Hệ số điều kiện làm việc của đất hạt thô trên thân cọc
- Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc
- Dung trọng bão hòa
- Dung trọng đẩy nổi
SPT- Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn
TCVN- Tiêu chuẩn Việt Nam
HK1,HK2- Hố khoan 1, Hố khoan 2
TTGHI- Trạng thái giới hạn I
TTGHII- Trạng thái giới hạn II
Trang 11DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Mặt cắt địa chất móng nông 8
Hình 1.2 Biểu đồ điểm Độ ẩm tự nhiên theo độ sâu 21
Hình 1.3 Mặt cắt địa chất móng nông 26
Hình 2.1 Mặt bằng 4 50
Hình 2.2 Trụ địa chất móng đơn 5-E 50
Hình 2.3 Kích thước móng 51
Hình 2.4 Kích thước móng 52
Hình 2.5 Biểu đồ áp lực 58
Hình 2.6 Phạm vi chống xuyên 60
Hình 2.7 Móng đơn chịu tải lệch tâm 1 phương: 62
Hình 2.8 Tách tại mép cột 63
Hình 2.9 Quy về dạng đơn giản tính toán 64
Hình 2.10 Tách tại vị trí mép cột 65
Hình 2.11 Quy đổi 66
Hình 3.1 Mặt bằng 4 69
Hình 3.2 Trụ địa chất 70
Hình 3.3 Lực tại chân cột 70
Hình 3.4 Lực dời xuống đáy móng 71
Hình 3.5 Lực gây ra độ lệch tâm 71
Hình 3.6 Mặt cắt ngang 73
Hình 3.7 Mặt bằng 73
Hình 3.8 Mặt cắt dọc 74
Hình 3.9 Áp lực dưới đáy móng đúng tâm trong không gian 74
Hình 3.10 Biểu đồ áp lực 79
Hình 3.11 Lực cắt móng 81
Hình 3.12 Trọng tâm hình học tiết diện 82
Hình 3.13 Biểu đồ áp lực gây lún 84
Hình 3.14 Áp lực móng mềm 85
Hình 3.15 Quy đổi thành hình chữ nhật tính gần đúng 86
Hình 3.16 Biểu đồ lực cắt 87
Trang 12Hình 3.17 Biểu đồ moment 87
Hình 3.18 Vùng chịu moment 88
Hình 3.19 Vùng chịu moment 89
Hình 3.20 Quy đổi 90
Hình 3.21 Quy đổi 90
Hình 4.1 Mặt bằng 4 93
Hình 4.2 Trụ địa chất móng cọc E-5: 97
Hình 4.3 Trụ địa chất móng cọc E-5 100
Hình 4.4 Trụ địa chất móng cọc E-5 102
Hình 4.5Trụ địa chất móng cọc E-5 104
Hình 4.6Sơ đồ bố trí cọc trong đài móng 107
Hình 4.7Cấu tạo móng cọc 108
Hình 4.8Vị trí cọc; Chiều quy ước theo phương x và y 109
Hình 4.9Chiều dài cọc đi qua các lớp 111
Hình 4.10 Khối móng quy ước 113
Hình 4.11Dời lực từ cổ cột xuống đáy móng quy ước 113
Hình 4.12 Áp lực dưới đáy móng quy ước 118
Hình 4.13 Phạm vi chống xuyên 119
Hình 4.14 Mặt cắt theo phương x và phương y 120
Hình 4.15Mặt cắt theo phương x 121
Hình 4.16 Mặt cắt A-A quy đổi từ không gian sang phẳng 122
Hình 4.17 Mặt cắt theo phương y 123
Hình 4.18 Mặt cắt C-C quy đổi từ không gian sang phẳng 123
Hình 4.19 Sơ đồ tính khi vận chuyển cọc 125
Hình 4.20Sơ đồ tính khi lắp dựng cọc 125
Trang 13DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Hệ số biến động giới hạn 3
Bảng 1.2 Bảng tra tiêu chuẩn thống kê 4
Bảng 1.3 Bảng tra trị số t 5
Bảng 1.4 Phân chia sơ bộ đơn nguyên địa chất 8
Bảng 1.5 Dung trọng tự nhiên (KN/m3): 9
Bảng 1.6 Tỷ trọng hạt Gs (KN/m3): 10
Bảng 1.7 Hệ số rỗng tự nhiên e0: 10
Bảng 1.8 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 10
Bảng 1.9 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 10
Bảng 1.10 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 11
Bảng 1.11 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 11
Bảng 1.12 Độ ẩm tự nhiên W: 11
Bảng 1.13 Giới hạn chảy WL: 11
Bảng 1.14 Giới hạn dẻo Wp: 12
Bảng 1.15 Chỉ tiêu kép: 12
Bảng 1.16 Giá trị tính toán theo trạng thái giới hạn c và : 12
Bảng 1.17 Dung trọng tự nhiên (KN/m3): 14
Bảng 1.18 Tỷ trọng hạt Gs (KN/m3): 14
Bảng 1.19 Hệ số rỗng tự nhiên e0: 14
Bảng 1.20 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 15
Bảng 1.21Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 15
Bảng 1.22Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 15
Bảng 1.23Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 16
Bảng 1.24 Độ ẩm tự nhiên W: 16
Bảng 1.25 Giới hạn chảy WL: 16
Bảng 1.26 Giới hạn dẻo Wp: 16
Bảng 1.27 Chỉ tiêu kép 17
Bảng 1.28 Giá trị tính toán theo trạng thái giới hạn c và : 17
Bảng 1.29 Dung trọng tự nhiên (KN/m3): 17
Bảng 1.30 Tỷ trọng hạt Gs (KN/m3): 18
Trang 14Bảng 1.31 Hệ số rỗng tự nhiên e0: 18
Bảng 1.32 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 18
Bảng 1.33 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 19
Bảng 1.34 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 19
Bảng 1.35 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 20
Bảng 1.36 Độ ẩm tự nhiên W: 20
Bảng 1.37 Độ ẩm tự nhiên W: 21
Bảng 1.38 Chỉ tiêu kép 22
Bảng 1.39 Giá trị tính toán theo trạng thái giới hạn c và : 22
Bảng 1.40 Bảng tổng hợp 23
Bảng 1.41 Bảng phân loại 24
Bảng 1.42 Phân chia sơ bộ đơn nguyên địa chất 27
Bảng 1.43 Dung trọng tự nhiên (KN/m3): 28
Bảng 1.44 Tỷ trọng hạt Gs (KN/m3): 28
Bảng 1.45 Hệ số rỗng tự nhiên e0: 29
Bảng 1.46 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 29
Bảng 1.47 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 30
Bảng 1.48 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 30
Bảng 1.49 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 31
Bảng 1.50 Độ ẩm tự nhiên W: 31
Bảng 1.51 Giới hạn chảy WL: 32
Bảng 1.52 Giới hạn dẻo WP: 32
Bảng 1.53 Chỉ tiêu kép 33
Bảng 1.54 Giá trị tính toán theo trạng thái giới hạn c và : 33
Bảng 1.55 Dung trọng tự nhiên (KN/m3): 35
Bảng 1.56 Tỷ trọng hạt Gs (KN/m3): 35
Bảng 1.57 Hệ số rỗng tự nhiên e0: 35
Bảng 1.58 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 36
Bảng 1.59 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 36
Bảng 1.60 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 37
Bảng 1.61 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 37
Bảng 1.62 Độ ẩm tự nhiên W: 37
Bảng 1.63 Giới hạn chảy WL: 38
Trang 15Bảng 1.65 Chỉ tiêu kép: 39
Bảng 1.66 Giá trị tính toán theo trạng thái giới hạn c và : 39
Bảng 1.67 Dung trọng tự nhiên (KN/m3): 39
Bảng 1.68 Tỷ trọng hạt Gs (KN/m3): 40
Bảng 1.69 Hệ số rỗng tự nhiên e0: 40
Bảng 1.70 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 40
Bảng 1.71 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 41
Bảng 1.72 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 41
Bảng 1.73 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p: 42
Bảng 1.74 Độ ẩm tự nhiên W: 42
Bảng 1.75 Giới hạn chảy WL: 42
Bảng 1.76 Giới hạn dẻo WP: 43
Bảng 1.77 Chỉ tiêu kép: 43
Bảng 1.78 Giá trị tính toán theo trạng thái giới hạn c và : 44
Bảng 1.79 Bảng tổng hợp 45
Bảng 1.80 Bảng phân loại 46
Bảng 2.1 Bảng tải trọng 47
Bảng 2.2 Bảng tổng hợp 47
Bảng 2.3 Tính lún cho từng phân tố 56
Bảng 3.1 Bảng tải trọng 67
Bảng 3.2 Bảng tổng hợp 67
Bảng 3.3 Lực tác dụng 71
Bảng 3.4 Lực quy đổi 72
Bảng 3.5 Tính lún cho móng băng 78
Bảng 3.6 Lực tác dụng 80
Bảng 3.7 Tính modun đất 84
Bảng 3.8 tính cốt thép: 89
Bảng 4.1 Tải trọng 93
Bảng 4.2 Tổng hợp địa chất 93
Bảng 4.3 Phân loại đất 95
Bảng 4.4 Bảng tìm fi 100
Bảng 4.5 Kết quả sức chịu tải cọc ép theo chỉ tiêu cơ lý 101
Trang 16Bảng 4.6 Kết quả tìm Cu 102
Bảng 4.7 Kết quả tìm 103
Bảng 4.8 Kết quả sức chịu tải cọc ép theo chỉ tiêu cường độ 103
Bảng 4.9 Bảng xác định hệ số ,fL và tính fsi 105
Bảng 4.10Kết quả sức chịu tải cọc ép theo chỉ số SPT 105
Bảng 4.11 Bảng tính tải trọng tác dụng lên đầu cọc: 109
Bảng 4.12 Tính lún: 117
Trang 171.1 Lý thuyết thống kê
1.1.1 Phân chia đơn nguyên địa chất:
1.1.1.1 Định nghĩa đơn nguyên địa chất:
Đơn vị địa chất công trình cơ bản mà tại đó tiến hành chỉnh lý thống kê các chỉ tiêu đặc trưng địa chất công trình
Một đơn nguyên địa chất công trình (hay còn được gọi là lớp, đới đất đá) là một thể tíchđất đồng nhất có cùng loại tên gọi và thỏa mãn một trong những điều kiện sau:
Các đặc trưng của đất trong phạm vi một đơn nguyên biến thiên không có tính quy luật;
Nếu các đặc trưng của đất biến thiên có quy luật thì quy luật này có thể bỏ qua khi thỏa mãn điều kiện ghi trong 4.2.1.6 TCVN 9153-2012 [1], được đặc trưng bởi các giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán của các chỉ tiêu tính chất của đất không đổi
Ví Dụ: Lớp đất sét, lớp đất cát, đới đất sườn tàn tích, đới đá phong hóa mãnh liệt v.v…
là một đơn nguyên địa chất công trình
1.1.1.2 Định nghĩa trị tiêu chuẩn:
Giá trị trung bình cộng của các kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất của đất (trừ lực dính đơn vị và góc ma sát trong) trong phạm vi một đơn nguyên địa chất côngtrình
Giá trị tiêu chuẩn của lực dính đơn vị và góc ma sát trong là các thông số của quan hệ tuyến tính giữa sức chống cắt và áp lực pháp tuyến theo phương pháp bình quân nhỏ nhất
1.1.1.3 Định nghĩa trị tính toán:
Giá trị đặc trưng cho tính chất của đất trong phạm vi một đơn nguyên địa chất công trình, được xác lập từ các kết quả thí nghiệm với một xác suất tin cậy cho trước, dùng để tính toán thiết kế xây dựng công trình, bằng giá trị tiêu chuẩn chia cho hệ số an toàn về đất quy định tại điều 4.2.2.1.3 TCVN 9153-2012 [1]
1.1.1.4 Định nghĩa chỉ tiêu đơn:
Những chỉ tiêu tính chất của đất được biểu thị bởi một giá trị của chỉ tiêu đó, ví dụ: Khối lượng thể tích, độ ẩm, mudun biến dạng v.v…
1.1.1.5 Định nghĩa chỉ tiêu kép:
Chỉ tiêu tính chất của đất được biểu thị đồng thời hai giá trị, ví dụ: sức chống cắt của đấtđược biểu thị bởi góc ma sát trong và lực dính đơn vị, sức kháng xuyên được biểu thị bởi sức kháng mũi xuyên và ma sát thành đơn vị
Trang 181.1.1.6 Cách thức phân chia đơn nguyên địa chất công trình:
Từ các kết quả khảo sát địa chất công trình (hố khoan, hố đào, thí nghiệm xuyên tĩnh, xuyên tiêu chuẩn SPT…), lập mặt cắt địa chất công trình mà trên đó sơ bộ phân chia đối tượng khảo sát ra các đơn nguyên địa chất công trình (lớp, đới đất đá) có xét đến nguồn gốc, loại đất, trạng thái và đặc điểm về kiến trúc, cấu tạo của chúng
Phân tích các chỉ tiêu tính chất của đất trong mỗi đơn nguyên địa chất công trình đã sơ
bộ phận chia, xác định những giá trị quá khác biệt, loại bỏ chúng nếu là do thí nghiệm sai hoặc khoanh vùng chúng nếu thuộc một đơn nguyên địa chất công trình khác
Các đới có mức độ phong hóa khác nhau
- Nếu các chỉ tiêu tính chất của đất trong phạm vi một đơn nguyên địa chất công trình
đã sơ bộ phân chia biến đổi một cách ngẫu nhiên (trên biểu đồ điểm không thể hiện tính quy luật và biểu đồ mật độ phân phối chỉ có một cực đại) thì đơn nguyên địa chất công trình đó được coi là phân chia đúng
- Có thể chấp nhận là một đơn nguyên địa chất công trình khi các phần lớp mỏng hoặc thấu kính đất khác nhau có chiều dày nhỏ hơn 20 cm nằm xem kẹp nhau Các phân lớp và thấu kính cấu tạo bởi cát rời, đất loại sét có độ sệt lớn hơn 0,75 và bùn, đất than bùn, than bùn phải được coi là những đơn nguyên địa chất công trình riêng biệt, không phụ thuộc vào chiều dày của chúng
- Khi các chỉ tiêu tính của đất thể hiện trên biểu đồ điểm biến đổi không có quy luật, trên biểu đồ mật độ phân phối có nhiều hơn một cực đại thì cần phải xem xét phân chia tiếp tục đơn nguyên địa chất công trình thành các đơn nguyên địa chất công trình mới nhỏ hơn cho đến khi thỏa mãn điều kiện:
- Đối với hai đơn nguyên địa chất công trình kề nhau, có nguồn gốc đất đá khác nhau,không cùng tên gọi, có thể kiểm tra khả năng hợp nhất thành một đơn nguyên địa chất công trình hay cần thiết phải phân chia tiếp đơn nguyên chất địa chất công trìnhtheo chỉ dẫn ở điều 4.1.6 TCVN 9153-2012 [1]
Trang 19đúng, ta cần phải tiến hành phân tích các chỉ tiêu của đất nền trong đơn nguyên địa chất đã được phân chia sao cho đảm bảo điều kiện:
Trong đó, là hệ số biến động của từng chỉ tiêu cơ lý của đất, được xác định như sau:
.: độ lệch bình phương trung bình của chỉ tiêu;
.Atc: trị tiêu chuẩn của chỉ tiêu;
: giá trị trung bình của chỉ tiêu;
: giá trị riêng biệt thứ i của chỉ tiêu;
.n: số lần thí nghiệm
[] là độ biến động giới hạn Hệ số biến động giới hạn này cho trong bảng dưới đây
Bảng 1.1 Hệ số biến động giới hạn
Đặc trưng của đất Hệ số biến động giới hạn
[]
Chỉ số độ chính xác đánhgiá giá trị trung bình của chỉ
tiêu []
Mô đun biến dạng trong
Chú ý, giá trị ghi trong ngoặc thuộc về đất sét kỷ đệ tam – trạng thái cứng và nửa cứng,
và đất eluvi trạng thái bất kỳ
Trang 201.1.2 Xác định các giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các đặc trưng của đất: 1.1.2.1 Tính giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các chỉ tiêu đơn:
Kiểm tra thống kê để loại bỏ sai số thô (Bước này có thể không cần thực hiện mà có thể thông qua loại mẫu bằng biểu đồ điểm) có thể có bởi các giá trị quá lớn hoặc quá bé nếu thỏa mãn điều kiện:
Trong đó, là tiêu chuẩn thống kê phụ thuộc vào số lượng thí nghiệm n được xác định như:
Bảng 1.2 Bảng tra tiêu chuẩn thống kê
Số lần
xác
định n
Giá trị chuẩn số
Số lần xác định n chuẩn số Giá trị
Số lần xác định n
Trang 21đun biến dạng của đất, giá trị tiêu chuẩn của chúng được xác định từ giá trị tiêu chuẩn của chỉ tiêu thí nghiệm thông qua các công thức cơ học đất.
(3) Giá trị tính toán các chỉ tiêu được xác định như sau:
Trong đó , chỉ số độ chính xác:
t là trị số lấy theo bảng 3, phụ thuộc vào độ tin cậy cho trước ( = 0.85 khi tính theo
TTGHII và = 0.95 khi tính theo TTGHI)
Việc lấy dấu + hay dấu – sao cho đảm bảo giá trị an toàn cho nền công trình
Giá trị thường được so sánh với [] từ bảng 1 để từ đó đánh giá độ tin cậy của giá trị tiêu chuẩn Atc của chỉ tiêu
Bảng 1.3 Bảng tra trị số t
Trang 221.1.2.2 Tính giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các chỉ tiêu kép:
(1) Kiểm tra thống kê để loại bỏ sai số thô (Bước này có thể không cần thực hiện
mà có thể thông qua loại mẫu bằng biểu đồ điểm) có thể có bởi các giá trị quá lớn hoặc quá bé cho các giá trị ứng với từng cấp nếu thỏa mãn điều kiện:
Trong đó, là tiêu chuẩn thống kê phụ thuộc vào số lượng thí nghiệm n được xác định như bảng 1
Chú ý, nếu giá trị i nào đó bị loại trừ thì cần phải tính lại các giá trị tantc, ctc từ các giá trị còn lại
(2) Giá trị tiêu chuẩn của góc ma sát trong và lực dính đơn vị xác định bằng phươngpháp bình phương nhỏ nhất từ quan hệ tuyến tính giữa sức chống cắt và áp lực nén ứng suất pháp , được tính theo công thức:
Trong đó,
Nếu ctc < 0 thì lấy ctc = 0 Khi đó, tantc được xác định lại theo công thức bên dưới:
Trang 23i và i lần lượt là giá trị riêng của sức chống cắt và ứng suất pháp, n là số lần xác định trị số .
Tính giá trị tính toán ctt và tantt
Tính độ lệch bình phương trung bình tan và c theo công thức bên dưới:
Tính chỉ số độ chính xác tan và c như sau:
Giá trị t là trị số lấy theo bảng 3, phụ thuộc vào độ tin cậy cho trước ( = 0.85 khi tính theo TTGHII và = 0.95 khi tính theo TTGHI)
Chú ý, có thể đơn giản bằng cách sử dụng hàm Linest trong Excel để xác định được các đặc trưng ở trên
Giá trị tính toán ctt và tantt được xác định như sau:
Chú ý, nếu số lượng mẫu thí nghiệm nhỏ hơn 6 thì việc loại bỏ sai số thô không thực hiện được như các bước ở trên Ta cần thực hiện các bước sau đó với giả định không có sai sốthô Xác định các điều kiện phía sau Nếu không thỏa thì tiến hành loại bằng cách vẽ biểu đồ điểm và đánh giá mức độ dao động của các giá trị trên biểu đồ điểm, từ đó quyết định bỏ đi trị
số nào
1.2 Thống kê địa chất móng nông:
Công trình: Xây dựng nhà xưởng và nhà văn phòng
Địa điểm: Lê Thị Riêng, Quận 12, TP.HCM
Địa chất móng nông:
Trang 241.2.1 Phân chia đơn nguyên địa chất móng nông:
Hình 1.1 Mặt cắt địa chất móng nông Bảng 1.4 Phân chia sơ bộ đơn nguyên địa chất
HK3-2 3,8 4,0
2
HK1 5,3 2,5 HK1-2 3,8 4,0 Sét pha lẫn sạn sỏi laterit, màunâu hồng- nâu đỏ- xám trắng,
trạng thái dẻo cứngHK2 5,5 2,5 HK2-2 3,8 4,0 Sét pha lẫn sạn sỏi laterit, màunâu hồng- nâu đỏ- xám trắng,
trạng thái dẻo cứngHK3 6,5 1,5 HK3-3 5,8 6,0 Sét pha lẫn sạn sỏi laterit, màunâu hồng- nâu đỏ- xám trắng,
trạng thái dẻo cứng
Trang 25HK1-4 7,8 8,0 Sét pha, màu trắng - nâu
hồng-nâu vàng- hồng-nâu đỏ, trạng thái dẻocứng
HK1-5 9,8 10,0HK1-6 11,8 12,0
HK2-3 5,8 6,0 Sét pha, màu trắng - nâu hồng-nâu vàng- nâu đỏ, trạng thái dẻo
cứng- dẻo mềmHK2-4 7,8 8,0 Cát pha, màu nâu trắngHK2-5 9,8 10,0 Sét pha, màu trắng - nâu hồng-nâu vàng- nâu đỏ, trạng thái dẻo
cứng- dẻo mềmHK2-6 11,8 12,0
HK3-4 7,8 8,0
Sét pha, màu trắng - nâu nâu vàng- nâu đỏ, trạng thái dẻocứng- dẻo mềm
hồng-HK3-5 9,8 10,0HK3-6 11,8 12,0
HK2-7 9,8 10,0
Cát pha, màu nâu trắng- nâu vàng
HK2-8 13,8 14,0HK2-9 17,8 18,0HK2-10 19,8 20,0HK2-11 21,8 22,0
HK3 25,0 12,0
HK3-7 13,8 14,0
Cát pha, màu nâu trắng- nâu vàng
HK3-8 15,8 16,0HK3-9 17,8 18,0HK3-10 19,8 20,0HK3-11 21,8 22,0HK3-12 24,8 25,0
HK1-11 21,8 22,0 Sét, màu nâu vàng- xám trắng,
trạng thái nửa cứngHK1-12 24,8 25,0
HK2 25,0 1,5 HK2-12 14,8 25,0 Sét, màu nâu vàng- xám trắng,trạng thái nửa cứng
1.2.2 Xác định giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các đặc trưng của đất:
1.2.2.1 Lớp k:
Lớp san lấp nên không cần thống kê
Trang 27Bảng 1.9 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p:
Tên lớp e100 e100,tb e100,i - e100,tb (e100,i - e100,tb)
Bảng 1.10 Hệ số rỗng ứng với từng cấp tải e-p:
Tên lớp e200 e200,tb e200,i - e200,tb (e200,i - e200,tb)2 σ ≤ [ e200,tc
Trang 30Góc ma sát c = 33,2(KN/m2)Lực dính =
Chỉ tiêu kép:
Góc ma sát c = 24(KN/m2)Lực dính =
4 19.5020.30 19.88 0.380.43 0.1410.181 0.33 0.02 Thỏa 19.88 19.49 20.26 19.67 20.08
Trang 34eo,tb)2 σ ≤ [ eo,tc
5 0.58 0.5 0.04 0.00 0.0 0.1 Đạt 0.53
Trang 36Vì hệ số biến động của Độ ẩm tự nhiên W%: > 0,15 Nên tiến hành phương pháp vẽ biểu đồ điểm loại trừ mẫu thí nghiệm nằm ngoài xa như hình:
Trang 3710.00 15.00 20.00 25.00 0
Hình 1.2 Biểu đồ điểm Độ ẩm tự nhiên theo độ sâu
Khi loại 2 mẫu thí nghiệm có độ ẩm W = 23,77% và W = 11,48% thì Thỏa điều kiện hệ
số biến động của Độ ẩm tự nhiện W%: < 0,15
Chỉ tiêu gián tiếp:
Chỉ số dẻo và Độ sệt không có trong lớp này: Dung trọng đẩy nổi
Trang 391.2.3 Tổng hợp các giá trị thống kê
Bảng 1.40 Bảng tổng hợp
BẢNG TỔNG HỢP THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT
Mực nước ngầm: -2,6 (m)Tên lớp
Sét pha nặng, màu xám trắng-nâu vàng, trạng thái dẻo mềm
Trang 40Sét pha nhẹ, màu nâu vàng- xám trắng, trạng thái dẻo cứng
Tiêu chuẩn 20,35 10,91 - - 7,90 22,77 0,535 0,514 0,500 0,485 0,468TTGH I MaxMin 20,0720,63 -- -- -- 13,312,48 21,5323,98 -- -- -- -- --TTGH II MaxMin 20,1920,51 -- -- -- 11,254,55 22,0123,52 -- -- -- -- --
Cát pha, màu nâu vàng- nâu đỏ
Bảng 1.41 Bảng phân loại
BẢNG PHÂN LOẠI ĐẤT VÀ THÍ NGHIỆM SPTTên lớp
3 16,4 42.3 58,8 70,2 15,7 0,16 0,557 Đất hạt thô Cát trung Chặt vừa 12
4 1 9,8 39,8 67,5 9,03 0,35 0,609 Đất hạt thô Cát bụi Chặt vừa 11
5 2,4 24 57,1 74,9 - - 0,535 Đất hạt thô Cát trung Chặt 14