Nghiên cứu lựa chọn hệ số hiệu chỉnh tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo kết quả thí nghiệm nén tĩnh và biến dạng lớn (pda) tại một số công trình ở thành phố hồ chí minh

HOÀNG MINH PHƯƠNG NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN HỆ SỐ HIỆU CHỈNH TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI THEO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH VÀ BIẾN DẠNG LỚN PDA TẠI MỘT SỐ CÔNG TRÌNH Ở THÀNH PHỐ

HOÀNG MINH PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN HỆ SỐ HIỆU CHỈNH TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI THEO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH VÀ BIẾN DẠNG LỚN (PDA) TẠI MỘT SỐ

CÔNG TRÌNH Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, 2018

HOÀNG MINH PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN HỆ SỐ HIỆU CHỈNH TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI THEO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH VÀ BIẾN DẠNG LỚN (PDA) TẠI MỘT SỐ

CÔNG TRÌNH Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS Tô Xuân Vu

HÀ NỘI, 2018

Mục lục

Danh sách bảng biểu

Mở đầu 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 6

1.1 Khái quát về cọc khoan nhồi 6

1.2 Tổng quan các phương pháp thí nghiệm hiện trường xác định sức chịu tải cọc 7 1.2.1 Thí nghiệm nén tĩnh 7

1.2.1.1 Giới thiệu chung 7

1.2.1.2 Nguyên lý thí nghiệm 10

1.2.1.3 Thiết bị thí nghiệm 10

1.2.1.4 Quy trình thí nghiệm 12

1.2.2 Phương pháp thí nghiệm động biến dạng lớn 16

1.2.2.1 Giới thiệu chung 16

1.2.2.2 Nguyên lý thí phương pháp 19

1.2.2.3 Phương trình truyền sóng 19

1.2.2.4 Phương pháp Case 21

1.2.2.5 Phần mềm CAPWAP 23

1.2.2.6 Thiết bị và quy trình thí nghiệm 24

1.2.2.7 CAPWAP và kết quả thí nghiệm PDA 27

1.3 Vai trò của thí nghiệm nén tĩnh và biến dạng lớn PDA 28

1.4 Tình hình sử dụng thí nghiệm nén tĩnh và biến dạng lớn PDA ở Việt Nam 30

CHƯƠNG 2 ĐIỀU KIỆN ĐỊA KỸ THUẬT KHU XÂY DỰNG 32

2.1 Khu xây dựng Metropolis Thảo Điền – Quận 2 32

2.1.1 Đặc điểm tự nhiên 32

2.1.2 Các thông số địa kỹ thuật 36

2.1.2.1 Mặt cắt địa chất công trình điển hình khu xây dựng 36

2.1.2.2 Địa tầng khu xây dựng 37

2.1.2.3 Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất 38

2.2 Khu xây dựng Cao ốc Hưng Phát 6 – Quận 7 40

2.2.1 Đặc điểm tự nhiên 40

2.2.2 Các thông số địa kỹ thuật 42

2.2.2.1 Mặt cắt địa chất công trình điển hình khu xây dựng 42

2.2.2.2 Địa tầng khu xây dựng 44

2.2.2.3 Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất 45

2.3 Khu xây dựng Trung tâm thương mại Đông Dương – Quận 10 46

2.2.1 Đặc điểm tự nhiên 46

2.2.2 Các thông số địa kỹ thuật 49

2.2.2.1 Mặt cắt địa chất công trình điển hình khu xây dựng 49

2.2.2.2 Địa tầng khu xây dựng 50

2.2.2.3 Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất 51

2.4 Khu xây dựng công trình Cầu Nam Lý - Quận 9 54

2.4.2.1 Mặt cắt địa chất công trình điển hình khu xây dựng 56

2.4.2.2 Địa tầng khu xây dựng 58

2.4.2.3 Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất 58

CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN HỆ SỐ Jc TRONG TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH VÀ PDA 6

1 3.1 Kết quả thí nghiệm 61

3.1.1 Công trình Metropolis Thảo Điền 61

3.1.1.1 Thí nghiệm nén tĩnh 61

3.1.1.2 Thí nghiệm PDA 65

3.1.2 Công trình Cao ốc Hưng Phát 6 68

3.1.2.1 Thí nghiệm nén tĩnh 68

3.1.2.2 Thí nghiệm PDA 72

3.1.3 Công trình Trung tâm thương mại Đông Dương 75

3.1.3.1 Thí nghiệm nén tĩnh 75

3.1.3.2 Thí nghiệm PDA 79

3.1.4 Công trình cầu Nam Lý 82

3.1.4.1 Thí nghiệm nén tĩnh 82

3.1.4.2 Thí nghiệm PDA 85

3.2 Lựa chọn hệ số Jc 87

KẾT LUẬN 91 Tài liệu tham khảo

Phụ lục

Bảng 1.1 Giá trị hệ số sức cản động 23

Bảng 1.2 So sánh thí nghiệm PDA và nén tĩnh 30

Bảng 1.3 Thống kê một số công trình sử dụng PDA và nén tĩnh 31

Bảng 2.1 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp đất 2, 3, 4 38

Bảng 2.2 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp đất 4A, 5 39

Bảng 2.3 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp đất 45

Bảng 2.4 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp đất 51

Bảng 2.5 Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất (tiếp) 52

Bảng 2.6 Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất (tiếp) 53

Bảng 2.7 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 59

Bảng 3.1 Sức chịu tải của cọc từ thí nghiệm PDA và nén tĩnh 87

Bảng 3.2 Bảng đề xuất hệ số Jc 89

1 Tính cấp thiết của đề tài

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của các công trình xây dựng quy mô lớn, móng cọc khoan nhồi ngày càng trở thành một hình thức móng sâu được dùng nhiều cho các công trình xây dựng giao thông, thuỷ lợi, công nghiệp, nhà cao tầng Để đảm bảo ổn định công trình, trong các tiêu chuẩn xây dựng, đã quy định bắt buộc phải tiến hành thí nghiệm xác định sức chịu tải thực tế của cọc

Hiện nay có nhiều phương pháp xác định sức chịu tải của hệ cọc - đất nền như thí nghiệm nén tĩnh, thí nghiệm động biến dạng lớn, thí nghiệm tĩnh động, tính toán theo thí nghiệm hiện trường xuyên tĩnh, xuyên tiêu chuẩn hoặc tính toán theo lý thuyết Trong đó, thí nghiệm nén tĩnh là phương pháp truyền thống được tin cậy và sử dụng rộng rãi nhất, cho phép xác định chính xác sức chịu tải của cọc Kết quả nén tĩnh cọc hiện trường cho phép đánh giá khả năng chịu tải của cọc đơn theo quan hệ giữa tải trọng tác dụng và chuyển

vị của cọc mà thực chất là chuyển vị đo được ở đầu cọc

Thí nghiệm động biến dạng lớn cho phép đánh giá khả năng chịu tải của cọc với độ tin cậy cần thiết trong thời gian ngắn, có thể được sử dụng để kiểm tra đối chứng hay thay thế phương pháp nén tĩnh Ngoài ra, trong một số trường hợp, thí nghiệm động biến dạng lớn có thể được thực hiện nhằm hạn chế, khắc phục những bất lợi của thí nghiệm nén tĩnh như điều kiện mặt bằng chật hẹp, tải trọng thí nghiệm quá lớn hay kết quả thử tĩnh không đạt đến giá trị tới hạn

Ở Việt Nam, đặc biệt tại các thành phố lớn như Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay, thí nghiệm nén tĩnh và thí nghiệm động biến dạng lớn là 2 phương pháp kiểm tra sức chịu tải của hệ cọc - đất nền được áp dụng rộng rãi

đối với các công trình thiết kế giải pháp móng cọc khoan nhồi

Trên cơ sở kết quả thực tế thí nghiệm nén tĩnh và thí nghiệm động biến dạng lớn cho cọc khoan nhồi của một số công trình tại Thành phố Hồ Chí Minh mà học viên là người thực hiện và thu thập được, rất cần thiết phải nghiên cứu có hệ thống 2 phương pháp thí nghiệm này, cũng như đánh giá mức độ tin cậy của các số liệu thu được trong điều kiện địa chất khu vực TP

Hồ Chí Minh, từ đó có các nhận xét, đưa ra hệ số hiệu chỉnh và hướng nghiên

cứu tiếp theo Vì vậy, đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn hệ số hiệu chỉnh tính toán

sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo kết quả thí nghiệm nén tĩnh và biến dạng lớn (PDA) tại một số công trình ở Thành phố Hồ Chí Minh” có tính thực tiễn

cao

2 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định hệ số điều chỉnh phù hợp với điều kiện địa chất công trình trong tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi theo kết quả thí nghiệm động biến dạng lớn và thí nghiệm nén tĩnh cọc tại một số công trình ở Thành phố Hồ Chí Minh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Các phương pháp tính toán và thí nghiệm xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi bằng phương pháp thí nghiệm nén tĩnh

và thí nghiệm động biến dạng lớn (PDA)

- Phạm vi nghiên cứu: Vị trí thí nghiệm cọc tại một số dự án xây dựng

ở Thành phố Hồ Chí Minh: Metropolis Thảo Điền (Quận 2); Cao ốc Hưng Phát 6 (Quận 7); Trung tâm thương mại Đông Dương (Quận 10); Công trình cầu Nam Lý (Quận 9)

4 Nội dung nghiên cứu

Để thực hiện được mục tiêu, nhiệm vụ của đề tài đặt ra, nội dung nghiên cứu của luận văn bao gồm:

- Nghiên cứu tổng quan về phương pháp thí nghiệm nén tĩnh và thí nghiệm động biến dạng lớn

- Cơ sở lý thuyết phương pháp thí nghiệm nén tĩnh và biến dạng lớn

- Nghiên cứu điều kiện địa chất công trình tại một số công trình ở Thành phố Hồ Chí Minh;

- Nghiên cứu kết quả phương pháp thí nghiệm nén tĩnh và thí nghiệm động biến dạng lớn tại một số công trình ở Thành phố Hồ Chí Minh;

- Xác lập mối liên hệ giữa thí nghiệm nén tĩnh và thí nghiệm động biến dạng lớn

- Lựa chọn các hệ số hiệu chỉnh phù hợp với điều kiện địa chất công trình khu vực để tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo phương pháp thí nghiệm động biến dạng lớn

5 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện các nội dung nghiên cứu đã đề ra, trong luận văn đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu: Tổng hợp và phân tích các tài liệu về địa chất, địa chất công trình, … tại một số công trình khu vực Thành phố Hồ Chí Minh;

- Phương pháp thí nghiệm hiện trường: Thí nghiệm kiểm tra sức chịu tải cọc khoan nhồi bằng phương pháp thí nghiệm nén tĩnh và thí nghiệm động biến dạng lớn

- Phương pháp thống kê: Xử lý kết quả thí nghiệm;

- Phương pháp tính toán bằng các phần mềm chuyên dụng : Sử dụng các mô hình toán và phần mềm CAPWAP để phân tích số liệu thí nghiệm

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học của đề tài: Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học bước đầu cho phép chính xác hóa trong việc tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi từ thí nghiệm động biến dạng lớn, nhằm thay thế phương pháp thí nghiệm nén tĩnh cọc của các công trình xây dựng tại Thành phố Hồ Chí Minh;

- Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: Kết quả nghiên cứu của luận văn có thể tham khảo hoặc sử dụng để tính toán, xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi khi sử dụng thí nghiệm động biến dạng lớn cho các công trình tại các khu vực khác có điều kiện địa chất công trình tương tự

7 Cơ sở tài liệu của luận văn

- Tài liệu khảo sát địa chất, bản đồ địa chất khu vực Thành phố Hồ Chí Minh và một số công trình nghiên cứu khác;

- Các tài liệu, kết quả thí nghiệm xác định sức chịu tải cọc khoan nhồi bằng phương pháp thí nghiệm nén tĩnh và thí nghiệm động biến dạng lớn tại các công trình trong khu vực Thành phố Hồ Chí Minh;

- Các tiêu chuẩn, qui định và qui phạm của Việt Nam và nước ngoài, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã được công bố

8 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm 3 chương tổng cộng có 94 trang, bao gồm hình vẽ và biểu bảng

Luận văn được hoàn thành tại Bộ môn Địa chất công trình, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Tô Xuân Vu

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong Bộ môn Địa chất công trình, Phòng Sau đại học thuộc Trường Đại học Mỏ - Địa chất đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cám ơn các đồng nghiệp, bạn bè, người thân đã động viên, giúp đỡ tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp tôi hoàn thành luận văn theo thời gian quy định

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Tô Xuân Vu, đã tận tâm hướng dẫn khoa học trong suốt quá trình từ khi lựa chọn đề tài, xây dựng đề cương cho đến khi hoàn thành luận văn

Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi luôn nhận được

sự quan tâm và tạo mọi điều kiện thuận lợi của người hướng dẫn, các nhà khoa học, các bạn bè đồng nghiệp, các cơ quan liên quan đến đề tài Tác giả xin chân thành cảm ơn trước sự giúp đỡ quý báu đó

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát về cọc khoan nhồi

Cọc khoan nhồi là phần quan trọng nhất của móng sâu, được thi công bằng cách đổ bê tông tươi vào một hố khoan có cốt thép trước đó So với các loại cọc khác, cọc khoan nhồi có lịch sử tồn tại và phát triển tương đối mới Năm 1908-1920, các lỗ khoan cọc nhồi cỡ nhỏ (D=0.3m, dài 6-12m) được thi công bằng máy khoan lỗ chạy bằng hơi nước, thậm chí bằng ngựa Cuối thập

kỷ 40, đầu thập kỷ 50 cho đến nay, công nghệ khoan cọc nhồi khá phát triển Mặc dù công nghệ thi công cọc khoan nhồi đã phát triển nhưng lý thuyết phân tích thiết kế (dự báo sức chịu tải và độ lún) lại chậm hơn Mãi đến thập kỷ 60

- 70, những chương trình thí nghiệm nén tĩnh quy mô lớn mới giúp hiểu rõ hơn sự làm việc của cọc khoan nhồi

Ở Việt Nam, đầu những năm 90, lần đầu tiên ngành xây dựng đã ứng dụng công nghệ cọc khoan nhồi đường kính 1.4m, sâu 30m khi thi công cầu Việt Trì Từ đó đến nay, công nghệ thi công cọc khoan nhồi được phát triển rất nhanh Chúng ta đã làm chủ công nghệ thi công cọc đường kính 2 - 2.5m,

hạ sâu trong đất từ 40 - 60m, thậm chí sâu đến 80 - 100m

Cọc khoan nhồi hiện nay có thể nói là giải pháp chủ yếu để giải quyết kỹ thuật móng sâu, trong các điều kiện địa chất đất yếu hoặc địa chất phức tạp, đặc biệt là trong vùng hang động castơ Trong những năm gần đây, cùng với

sự phát triển của các công trình xây dựng quy mô lớn, móng cọc khoan nhồi ngày càng trở thành một hình thức móng sâu được dùng nhiều cho các công trình xây dựng Việc sử dụng cọc khoan nhồi trong xây dựng ở nước ta phát triển mạnh chủ yếu vì cọc khoan nhồi có các ưu điểm cơ bản như: Sức chịu

tải lớn, khi thi công không gây chấn động mạnh và tiếng ồn lớn, thiết bị đơn giản, thi công dễ dàng, đặc biệt là biến các công việc thi công dưới nước trở thành thi công trên mặt nước, phù hợp với thực tế nhiều sông suối của Việt Nam nói chung và thành phố Hồ Chí Minh nói riêng

Hiện nay, cọc khoan nhồi được sử dụng đặc biệt phổ biến ở nước ta với các dạng khác nhau: từ cọc khoan nhồi, khoan nhồi rửa, khoan nhồi mở đáy đến cọc barrette,

Hình 1.1 Thi công cọc khoan nhồi

1.2 Tổng quan các phương pháp thí nghiệm hiện trường xác định sức chịu tải cọc

Hiện nay, trên thế giới có nhiều phương pháp thí nghiệm kiểm tra sức chịu tải của cọc khoan nhồi, mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm riêng Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn này chỉ đề cập đến hai phương pháp là thử động biến dạng lớn (PDA) và nén tĩnh

1.2.1 Thí nghiệm nén tĩnh

Phương pháp thử tải trọng tĩnh truyền thống là phương pháp trực tiếp xác định sức chịu tải của cọc Thực chất là xem xét ứng xử của cọc (độ lún) trong điều kiện cọc làm việc như thực tế dưới tải trọng công trình Phương pháp này

sử dụng hệ thống cọc neo hoặc dùng các vật nặng chất phía trên đỉnh cọc là đối trọng để gia tải nén cọc

Thí nghiệm nén tĩnh cọc có thể thực hiện ở giai đoạn: thiết kế bản vẽ thi công hay kiểm tra chất lượng công trình:

- Thí nghiệm thăm dò sức chịu tải của cọc (cọc chuẩn) ở giai đoạn thiết

kế bản vẽ thi công được thực hiện trước khi thi công móng cọc hàng loạt (đại trà) nhằm xác định số liệu cần thiết về cường độ, biến dạng và mối quan hệ tải trọng - chuyển vị của cọc làm cơ sở cho thiết kế hoặc điều chỉnh đồ án thiết

kế, chọn thiết bị và công nghệ thi công phù hợp Cọc thí nhiệm thăm dò được thi công riêng biệt ngoài phạm vi móng công trình Tuy nhiên, có thể chọn cọc của móng công trình làm cọc thí nghiệm thăm dò với điều kiện phải có thừa cường độ để chịu được tải trọng thí nghiệm lớn nhất theo dự kiến và phải

dự báo trước chuyển vị của cọc để không gây ảnh hường xấu đến kết cấu bên trên của công trình sau này Cọc thí nghiệm thăm dò phải có cấu tạo, vật liệu, kích thước và phương pháp thi công giống như cọc chịu lực của móng công trình Nếu biết rõ điều kiện đất nền và có kinh nghiệm thiết kế cọc khu vực lân cận thì không cần thiết phải tiến hành thí nghiệm thăm dò

- Thí nghiệm nén tĩnh cọc ở giai đoạn kiểm tra chất lượng công trình được tiến hành trong thời gian thi công hoặc sau khi thi công xong cọc nhằm kiểm tra sức chịu tải của cọc theo thiết kế và chất lượng thi công cọc Cọc thí nghiệm kiểm tra được chọn trong các cọc của móng công trình

Vị trí cọc thí nghiệm do thiết kế chỉ định, thường tại những điểm có điều kiện đất nền tiêu biểu Trong trường hợp địa chất phức tạp hoặc ở khu vực tập

trung tải trọng lớn thì nên chọn cọc thí nghiệm tại vị trí bất lợi nhất Khi chọn cọc thí nghiệm để kiểm tra thì cần chú ý đến chất lượng thi công cọc thưc tế

Số lượng cọc thí nghiệm do thiết kế quy định tùỵ theo mức độ quan trọng của công trình, mức độ phức tạp của điều kiện đất nền, kinh nghiệm thiết kế, chủng loại cọc sử dụng và chất lượng thi công cọc.Thông thường, cọc thí nghiệm được lấy bằng 1% tổng số cọc của công trình nhưng trong mọi trường hợp không ít hơn 2 cọc

Công tác khảo sát địa kỹ thuật cần được tiến hành trước khi thí nghiệm nén tĩnh cọc Các hố khoan khảo sát và các điểm thí nghiệm hiện trường cần được bố trí gần cọc thí nghiệm, thường nhỏ hơn 5m tính từ vị trí cọc dự kiến thí nghiệm

Cho đến nay thì phương pháp này vẫn được coi là phương pháp có độ tin cậy cao, đã trở nên quen thuộc và được sử dụng khá phổ biến

Hình 1.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm thử tải tĩnh 1.2.2.2 Nguyên lý thí nghiệm

Thí nghiệm được tiến hành bằng phương pháp dùng tải trọng tĩnh ép dọc trục cọc sao cho dưới tác dụng của lực ép, cọc lún sâu thêm vào đất nền Tải trọng tác dụng lên đầu cọc được thực hiện bằng kích thủy lực với hệ phản lực

là dàn chất tải, hệ cọc neo hoặc kết hợp dàn chất tải Các số liệu về tải trọng, chuyển vị và biến dạng thu được trong quá trình thí nghiệm là cơ sở để phân tích, đánh giá sức chịu tải thực tế của cọc và mối quan hệ giữa tải trọng với chuyển vị của cọc trong đất nền

- Có sức nâng đáp ứng tải trọng lớn nhất theo dự kiến;

- Có khả năng gia tải, giảm tải với cấp tải trọng phù hợp với yêu cầu thí nghiệm;

- Có khả năng giữ tải ổn định không ít hơn 24 giờ;

- Có hành trình đủ để đáp ứng chuyển vị đầu cọc lớn nhất theo dự kiến cộng với biến dạng của hệ phản lực;

- Khi sử dụng nhiều kích, các kích nhất thiết phải cùng chủng loại, cùng đặc tính kỹ thuật và phải được vận hành trên cùng một máy bơm

- Các thiết bị đo tải trọng và chuyển vị được kiểm định và hiệu chỉnh định kỳ Các chứng chỉ kiểm định thiết bị phải trong thời gian hiệu lực

- Các bộ phận dùng để gá lắp thiết bị đo chuyển vị gồm dầm chuẩn phải đảm bảo ít bị biến dạng do thời thiết

Hệ phản lực:

- Hệ phản lực được thiết kế để chịu được phản lực không nhỏ hơn 120% tải trọng thí nghiệm lớn nhất theo dự kiến Hệ phản lực bao gồm dầm chính (dầm chịu tải) kết hợp với dàn chất tải

- Dầm chính được lắp đặt trực tiếp dưới dàn chất tải làm điểm tựa trực tiếp cho kích thuỷ lực, cùng với dàn chất tải và hệ đối trọng làm thành hệ phản lực khi gia tải lên đầu cọc

- Dàn chất tải gồm các viên đối trọng, hệ thống các dầm phụ bằng thép được đặt trên dầm chính Đối trọng được xếp trên mặt phẳng tạo thành từ hệ thống các dầm phụ, số lượng đối trọng phụ thuộc vào tải trọng thí nghiệm

- Tổng trọng lượng đối trọng kể cả dàn chất tải, dầm chính vv không nhỏ hơn 120% tải trọng thí nghiệm lớn nhất theo dự kiến

Dàn chất tải được kê lên các gối kê Các gối kê phải có diện tích đáy đủ lớn để chịu được áp lực do đối trọng và trọng lượng bản thân dàn chất tải gây

ra, đảm bảo luôn ổn định, không bị lún nghiêng ảnh hưởng tới kết quả thí nghiệm, đồng thời bảo đản an toàn tuyệt đối trong suốt quá trình thí nghiệm

Hình 1.3 Sơ đồ gia tải thí nghiệm thử tải tĩnh 1.2.2.4 Quy trình thí nghiệm:

Công tác chuẩn bị:

Những cọc sẽ tiến hành thí nghiệm cần được kiểm tra chất lượng theo các tiêu chuẩn hiện hành về thi công và nghiệm thu cọc

Đầu cọc được gia công để đảm bảo các yêu cầu sau:

- Khoảng cách từ đầu cọc đến dầm chính phải đủ để lắp đặt kích gia tải

và các thiết bị đo;

- Mặt đầu cọc được bằng làm phẳng đảm bảo mặt phẳng đầu cọc vuông góc với trục cọc Phải đảm bảo bê tông đầu cọc chất luợng tốt, có cuờng độ như thiết kế quy định, khi cần thiết phải gia cường đầu cọc để không bị phá hoại cục bộ dưới tác dụng của tải trọng thí nghiệm lớn nhất theo dự kiến

Hệ kích phải đặt trực tiếp trên tấm đệm trên đầu cọc, chính tâm so với tim cọc

Hệ phản lực được lắp đặt theo nguyên tắc cân bằng, đối xứng qua trục cọc, bảo đảm truyền tải trọng dọc trục, chính tâm lên đầu cọc, đồng thời tuân thủ các quy định sau:

- Dàn chất tải được lắp đặt trên các gối kê ổn định;

- Khi lắp dựng xong, đầu cọc không bị nén trước khi thí nghiệm

Các dầm chuẩn được đặt song song hai bên cọc thí nghiệm, các trụ đỡ dầm được chôn chặt xuống đất Chuyển vị kế được lắp đối xứng hai bên đầu cọc và được gắn ổn định lên các dầm chuẩn, chân của chuyển vị kế tựa lên dụng cụ kẹp đầu cọc hoặc tấm đệm đầu cọc (hoặc có thể lắp ngược lại)

Quy trình gia tải

Trước khi thí nghiệm chính thức, tiến hành gia tải trước nhằm kiểm tra hoạt động của thiết bị thí nghiệm và tạo tiếp xúc tốt giữa thiết bị và đầu cọc Gia tải trước bằng cách tác dụng lên đầu cọc khoảng 5% tải trọng thiết kế, giữ

10 phút sau đó giảm về 0, theo dõi hoạt động của thiết bị thí nghiệm

Thí nghiệm được thực hiện theo quy trình gia tải từng cấp

Không phụ thuộc vào mục đích thí nghiệm, các giá trị thời gian, tải trọng

và chuyển vị đầu cọc phải đo đạc và ghi chép ngay sau khi tăng hoặc giảm tải theo bảng thờỉ gian:

Cấp gia tải

Không quá 10 phút một lần cho 30 phút đầu Không quá 15 phút một lần cho 30 phút sau đó Không quá 1 giờ một lần cho 10 giờ tiếp theo Khổng quá 2 giờ một lần cho các giờ tiếp theo

Cấp gia tải lại

và cấp giảm tải

Không quá 10 phút một lần cho 30 phút đầu Không quá 15 phút một lần cho 30 phút sau đó Khổng quá 1 giờ một lần cho các giờ tiếp theo Khi tốc độ đầu cọc đạt một trong những giá trị sau đây thì được xem là đạt độ lún ổn định qui ước:

- Không quá 0.25mn/h đối với cọc chổng vào lớp dất hòn lớn, đất cát, đất sét từ dẻo dến cứng;

- Không quá 0.1mm /h đối với cọc ma sát trong đẩt sét dẻo mềm dến dẻo chảy;

Tải trọng thi nghiệm lớn nhất theo quy định của thiết kế, thường được lấy như sau:

- Đối với cọc thí nghiệm thăm dò sức chịu tải: bằng tải trọng phá hoại hoặc bằng 250 - 300% tải trọng thiết kế

- Đối với cọc thí nghiệm kiểm tra: 150 - 200% tải trọng thiết kế

Quy định về tạm dừng thí nghiệm: Thí nghiệm phải tạm dừng nếu phát

hiện thấy các hiện tượng sau đây:

- Các mốc chuẩn đặt sai, không ổn định hoặc bị phá hỏng;

- Kích hoặc thiết bị đo không hoạt động hoặc không chính xác;

- Hệ phản lực không ổn định;

- Đầu cọc bị nứt vỡ;

- Các số đọc ban đầu không chính xác

Quy định về huỷ bỏ kết quả thí nghiệm: Thí nghiệm bị huỷ bỏ nếu phát

hiện thấy:

- Cọc đã bị nén trước khi gia tải (cọc bị nén do các ngoại lực tác động có ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả thí nghiệm trước khi tiến hành quy trình gia tải);

- Các tình trạng trong mục ‘’Quy định về tạm dừng thí nghiệm’’ không thể khắc phục được

Quy định về cọc bị phá hoại: Cọc được xem là phá hoại khi xảy ra một

trong các trường hợp sau:

- Vật liệu cọc bị phá hoại;

- Tổng độ lún cọc vượt quá 10% đường kính cọc;

Quy định về kết thúc thí nghiệm: Thí nghiệm được xem là kết thúc khi:

- Đạt mục tiêu thí nghiệm theo đề cương được duyệt;

- Cọc thí nghiệm bị phá hoại khi tổng chuyển vị đầu cọc vượt quá 10% chiều rộng tiết diện cọc hoặc vật liệu cọc bị phá hủy

Các biểu đồ quan hệ giữa tải trọng - độ lún, biểu đồ lún thời gian, biểu đồ quan hệ tải trọng - thời gian - độ lún, biểu đồ quan hệ tải trọng - thời gian

Hình 1.4 Kết quả thí nghiệm nén tĩnh 1.2.2 Phương pháp thí nghiệm động biến dạng lớn (PDA)

1.2.2.1 Giới thiệu chung

Thí nghiệm thử động biến dạng lớn (PDA) được nghiên cứu đầu tiên vào năm 1958 bởi Eiber tại Viện công nghệ CASE (được gọi là phương pháp CASE) Năm 1964 phương pháp CASE được phát triển trong một dự án quy

mô Năm 1972, cùng với sự ra đời của phần mềm phân tích CAPWAP, thí nghiệm PDA bắt đầu sử dụng vào mục đích thương mại Trong thí nghiệm PDA, người ta gắn các đầu đo gia tốc và biến dạng ở đầu cọc Tại mỗi nhát búa đóng cọc, gia tốc truyền sóng xung động và biến dạng trong cọc được ghi lại, xử lý bằng thiết bị PDA (Pile Driving Analyser) và phần mềm phân tích CAPWAP

Phương pháp thí nghiệm động biến dạng lớn là phương pháp thử tải trọng động xác định sức chịu tải của cọc dựa trên lý thuyết truyền sóng ứng suất trong thanh đàn hồi Năng lượng tạo xung phải đủ lớn để gây dịch chuyển của cọc dưới mỗi nhát búa không nhỏ hơn 3 mm, đủ để huy động toàn bộ sức kháng của đất nền

Hình 1.5 Mô tả thí nghiệm PDA

Hình 1.6 Biểu diễn vật lý của công thức động cơ bản

Trước đây, để xác định sức chịu tải thực tế của hệ cọc - đất, ngoài phương pháp thử tải tĩnh, người ta còn sử dụng phương pháp thử động đơn giản và cho biết ngay kết quả tại hiện trường Mô hình chung cho tất cả các công thức động đơn giản được mô tả như trên hình 1.6 và theo phương trình cân bằng:

W h R s hay R W h / s ;

H - chiều dài cọc;

s - độ lún của cọc;

R - sức kháng không đổi của đất

Để khắc phục sự đơn giản hoá này, đã có nhiềư công thức khác nhau được xây dựng bằng cách đưa thêm vào các hệ số thực nghiệm nhằm kể đến các điều kiện búa, đệm, vật liệu cọc và đất nền khác nhau để cố gắng cho được các kết quả phù hợp với thực tế (đúng hơn là phù hợp với kết quá thử

tĩnh) Đã có hàng trăm công thức thực nghiệm như vậy, nhưng nổi tiếng hơn

cả do có sự phù hợp cao, có căn cứ hợp lý, nên được sử dụng rộng rãi là các công thức Engineering News, Hiley và Gherxevanop

Đầu những năm 60 sau khi có máy tính số, Smith đã xây dựng một thuật toán và bộ chương trình để xác định các lời giải rời rạc cho sự truyền sóng thực tế và đưực gọi là “phương trình sóng” trong phân tích đóng cọc Giữa những năm 60 được sự tài trợ của Cục Đường bộ Liên bang Mỹ, Goble, Rausche và các cộng sự ở Viện Công nghệ Case đã phái triển và xây dựng thành phần mềm CAPWAP với mô hình hệ búa - cọc - đất liên tục và được ứng dụng khá rộng rãi với tên gọi là “Phương pháp thử động biến dạng lớn”

Cơ sở của phương pháp này là:

- Phương trình truyền sóng trong cọc;

- Mô hình hệ búa- cọc- đất của Smith;

- Phương pháp CASE;

- Phần mềm CAPWAP;

- Hệ thống phân tích thiết bị đóng cọc (PDA)

1.2.2.2 Nguyên lý của phương pháp

Nguyên lý của phương pháp thử động biến dạng lớn và thiết bị phân tích động cọc PDA dựa trên nguyên lý lý thuyết truyền sóng ứng suất trong bài toán va chạm của cọc, với đầu vào là các số liệu đo gia tốc và biến dạng thân cọc dưới tác dụng của quả búa Các đặc trưng động theo Smith là đo sóng của lực và sóng vận tốc (tích phân gia tốc) rồi tiến hành phân tích thời gian thực đối với hình sóng (bằng các phép tính lặp) dựa trên lý thuyết truyền sóng ứng suất thanh cứng và liên tục do va chạm dọc trục tại đầu cọc gây ra

1.2.2.3 Phương trình truyền sóng

Khi tác dụng lực tại đỉnh cọc, sóng ứng suất sẽ truyền xuống theo thân cọc với vận tốc sóng (C) không đổi, đó là một hàm của modul đàn hồi cọc (E)

và tỷ trọng ( ), C2= E/ Thời gian cần thiết cho sóng ứng suất truyền tới mũi cọc và phản hồi trở lại đỉnh cọc tỉ lệ với khoảng cách tới nguồn gây sóng phản hồi t = 2L/C

Khi sóng ứng suất (Wi) gặp sự thay đổi kháng trở cơ học từ Z1 = 1.A1.C tới Z2 = 2.A2.C, thì một phần sóng phản hồi đi lên (Wu) và phần còn lại truyền xuống dưới (Wd) để cả hai điều kiện tương thích và cân bằng sau được thoả mãn:

Tại đầu mũi tự do (Z2 = 0), sóng nén được phản hồi toàn bộ nhưng ngược dấu, còn đối với cọc đồng đều (Z1 = Z2) thì sóng nén lan truyền với biên độ không đổi Tương tự với các thành phần lực kháng (bao gồm lực kháng bên và lực kháng mũi)

Bằng cách bố trí các thiết bị đo xác định các giá trị vận tốc và lực ở đầu cọc tại các thời điểm khác nhau (bao gồm các đầu đo gia tốc và đầu đo biến dạng) có thể cho phán đoán được tình trạng khuyết tật và sự phân bố sức kháng của đất dọc theo thân cọc (sức chịu tải của cọc)

Từ các kết qủa của lý thuyết phương trình truyền sóng, có thể xác định được sức kháng tổng cộng của đất khi đóng cọc như sau :

F - lực đo được tại đầu cọc;

v - vận tốc đo được tại đầu cọc;

M - trọng lượng cọc;

L - chiều dài cọc;

C - tốc độ truyền sóng ứng suất trong cọc;

mũi cọc và phản xạ trở lại

1.2.2.4 Phương pháp CASE

“Phương pháp Case” là các nghiên cứu đã được phát triển ở Viện Công nghệ CASE bắt đầu từ những năm 60 Mục tiêu của các nghiên cứu này là tính loán sức chịu tải cọc tức thời cho từng nhát búa từ các số liệu đo đạc gia tốc và lực đầu cọc Ngày nay, thuật ngữ "Phương pháp CASE ” để chỉ cả hai

kỹ thuật và giải thích những số liệu đo đạc về ảnh hưởng của đất, ứng suất cọc, độ nguyên vẹn cọc và tình trạng búa bằng cách sử dụng một thiết bị phân tích đóng cọc

Xác định sức chịu tải bằng đo động theo phương pháp CASE, tổng lực cản của đất suy ra từ lý thuyết truyền sóng được xác định bởi công thức

Đây là công thức cơ bản nhất của phương pháp Case Tổng lực cản R phải gồm 2 thành phần lực cản tĩnh và lực cản động:

thường nhỏ đối với đất chưa cố kết và lớn hơn với đất cố kết Ưu điểm quan trọng phương pháp Case là nó cho phép mô hình hóa một lực cản động khi không tồn tại lực kháng tĩnh như trong các loại đất rất yếu Cũng như đối với phân tích ba chiểu với các giá trị sức kháng tĩnh khác nhau thì các thông số cản động dễ dàng giữ không đổi Hằng số cản động có mối quan hệ thực

tải trọng phá hoại đã biết, hoặc từ thử tải tĩnh, hoặc từ CAPWAP

Ngoài ra hệ số Jc còn tỷ lệ nghịch với kích thước hạt đất, đối với đất hạt

Case đưa ra các giả thiết xây dựng mô hình Case trong đó hệ số cản động

Phương trình này giả thiết rằng kháng động cơ học cấu thành một phần trong lực kháng xuyên đo được của cọc tại thời điểm búa va đập và tập trung

ở mũi cọc Vận tốc tại mũi cọc có thể xác định từ lý thuyết truyền sóng:

Công thức (5) là công thức cơ bản tìm sức chịu tải tĩnh của cọc theo phương pháp Case Tổng lực cản R tính theo công thức (1) với F và V đo được thực tế bằng bộ cảm biến lực và gia tốc gắn trên đầu cọc

Bảng 1.1 Giá trị hệ số sức cản động

1.2.2.5 Phần mềm CAPWAP

Phần mềm CAPWAP (Case Pile Wave Analyses Program) là sự kết hợp giữa WEAP và CASE vẫn sử dụng để phân tích các kết qủa đo trong PDA,

tuy nhiên quá trình phân tích chặt chẽ hơn, chính xác hơn và đưa lại nhiều kết quả hơn so với phương pháp CASE

Hình 1.7 Sơ đồ thuật toán CAPWAP

Các kết quả CAPWAP được dựa trên sự phù hợp tốt nhất có thể được giữa các giá trị đầu cọc tính toán đựơc và các giá trị tương đương đo được của chúng (MQ-Match Quality) Khi sự phù hợp này là tối ưu thì việc phân tích kết thúc Khi sự phù hợp giữa hai giá trị đó chưa đạt yêu cầu thì quá trình thay đổi các thông số sức cản đất và kèm theo là việc tính toán các giá trị đầu cọc

sẽ được lặp lại, đồng thời số nhát búa đo và tính được sẽ được kiểm tra

Chất lượng phù hợp (MQ) xác định bằng tổng số các giá trị tuyệt đối của các sai khác tương đối giữa những giá trị đầu cọc đo và tính được

1.2.2.6 Thiết bị và quy trình thí nghiệm

Sử dụng thiết bị chuyên dụng thí nghiệm động biến dạng lớn do hãng Pile Dynamics, Inc USA sản xuất, gồm các bộ phận sau:

- 02 đầu đo gia tốc;

- 02 đầu đo lực;

- Bộ điều khiển: Pile Driving Analyzer, Model PAK

Hình 1.8 Bộ điều khiển (trái) và đầu đo gia tốc (phải)

1 Thí nghiệm tại hiện trường

Thí nghiệm được tiến hành tại hiện trường theo các bước sau:

- Khoan, gắn các đầu đo biến dạng và đầu đo gia tốc vào thân cọc Khoảng cách từ vị trí gắn đầu đo đến đầu cọc không nhỏ hơn 1.5D, trong đó

D là bề rộng tiết diện cọc Các cặp đầu đo được bố trí ở cùng cao độ và mặt đối xứng qua tâm cọc (hình vẽ 2) Tại các vị trí lắp đầu đo, bề mặt cọc phải đảm bảo tiếp xúc tốt

- Nối các đầu đo với thiết bị PDA Đưa vào máy và lưu các thông tin về hiện trường, các đặc điểm của cọc, búa, vv

- Thả búa rơi tự do để lấy số liệu, trong quá trình va chạm thiết bị tự động ghi lại sóng gia tốc và sóng biến dạng của cọc dưới mỗi lần va chạm và đánh giá sơ bộ sức chịu tải của cọc

Hình 1.9 Sơ đồ bố trí và vị trí lỗ bu lông lắp đặt các đầu đo trên cọc

và các giá trị tương đương đo được của chúng bằng 2 phương pháp sau:

- Phương pháp CASE: Kết quả sẽ được xác định nhanh chóng sau khi kết thúc thí nghiệm;

- Phương pháp CAPWAP: Cọc và đất nền sẽ được mô hình hoá để phân tích Với mỗi mô hình cọc và nền, sóng vận tốc thu được trong thí nghiệm (Vm), được sử dụng để tính toán sóng biến dạng (Pc) So sánh Pc với sóng biến dạng đo được (Pm), cho phép đánh giá mô hình nền sử dụng trong tính toán có phù hợp với thực tế hay không Mô hình nền được điều chỉnh dần cho tới khi hai sóng Pc và Pm trùng hợp Tính toán sức chịu tải của cọc và biểu đồ nén tĩnh cọc được xác định trên cơ sở mô hình nền thoả mãn điều kiện trên Kết quả của CAPWAP được trình diễn bằng các hình bên dưới :

Hình 1.11 Kết quả thí nghiệm PDA 1.2.2.7 CAPWAP và kết quả thí nghiệm PDA

- Đánh giá sức chịu tải cọc tại thời điểm thí nghiệm PDA khi cọc vừa hạ xong (EOD - End of driving) và sau một thời gian cọc nghỉ (BOR- Beginning

of restrike) sẽ cho phép đánh giá được sự tăng (soil setup) hay giảm (relaxation) sức chịu tải theo thời gian

- Thí nghiệm PDA từ lúc đầu hạ cọc đến khi hạ xong cọc sẽ đánh giá được sức chịu tải cọc ở những chiều dài khác nhau Từ đó giúp điều chỉnh chiều dài cọc thiết kết theo thực tế đất nền

- Sử dụng CAPWAP có thể đánh giá sự phân bố sức kháng (bên và mũi), đánh giá hệ số quake và cản nhớt (damping) của đất (bằng việc tính lặp)

- Đánh giá sự làm việc của búa đóng cọc

- Đánh giá phần trăm năng lượng hiệu quả của búa, ảnh hưởng của đệm búa và đệm cọc đến số nhát búa

- Xác định những sự cố của búa (đánh lửa sớm, rò rỉ hơi…)

- Đánh giá ứng suất phát sinh trong cọc và sự toàn vẹn cọc

1.3 Vai trò của thí nghiệm nén tĩnh cọc và thí nghiệm PDA

Phương pháp thử tải tĩnh là phương pháp được sử dụng rất phổ biến Cho đến nay thì phương pháp này vẫn được coi là phương pháp chính xác nhất để xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng

có thể thử tải tĩnh theo công nghệ truyền thống được vì các lý do sau đây:

- Chi phí cho thí nghiệm lớn, đặc biệt đối với các cọc không phải ở trên mặt đất tự nhiên;

- Tốn thời gian cho công tác chuẩn bị và thí nghiệm nên ảnh hưởng đến thời gian xây dựng;

- Các thiết bị phụ trợ như dầm và neo phản lực là những kết cấu lớn, không phù hợp với các công trình có mặt bằng thi công chật hẹp

Ngoài ra, kết quả từ phương pháp thử tải tĩnh truyền thống có hạn chế là không thể hiện rõ được thành phần sức kháng thành bên và sức kháng mũi cọc mà chỉ có giá trị tổng cộng của hai thành phần đó

Phương pháp thử PDA có thể kiểm tra được cả mức độ hoàn chỉnh và đánh giá được sức chịu tải của cọc, nhất là chiều dài, cường độ và độ đồng nhất của bê tông

So với phương pháp thử tải trọng tĩnh thì phương pháp PDA thực hiện nhanh hơn, có thể thực hiện thí nghiệm được nhiều cọc trong cùng một ngày,

ít gây ảnh hưởng đến hoạt động thi công ở công trường tuy nhiên khó sử dụng

ở khu vực đông dân cư do nó gây tiếng ồn và chấn động cho khu vực lân cận Phương pháp thử động biến dạng lớn không thay thế hoàn toàn được phương pháp thử tĩnh Nhưng các kết quả thử động biến dạng lớn được phân tích chi tiết, so sánh với thử tĩnh và phân tích CAPWAP tương đương sẽ giúp giảm bớt thử tĩnh

Đối với các công trình dưới nước như móng cảng, cầu, hoặc các dự án nhỏ mà việc thử tĩnh gặp khó khăn thì việc thử động biến dạng lớn là giải pháp thích hợp

Đối với các công trình có nhiều hạng mục, các hạng mục không tập trung thì thời gian chờ đợi kết quả thử tĩnh của từng hạng mục sẽ làm ảnh hưởng đến chi phí cũng như tiến độ công trình Khi đó việc thử động biến dạng lớn hoặc kết hợp cả 02 phương pháp là rất thích hợp

Bảng 1.2 So sánh thí nghiệm PDA và nén tĩnh

1.4 Tình hình sử dụng thí nghiệm nén tĩnh và PDA ở Việt Nam

Ở nước ta, trong những năm gần đây cọc khoan nhồi đã được sử dụng phổ biến trong xây dựng nền móng các công trình xây dựng, giao thông, cảng, Việc kiểm tra đánh giá chất lượng và sức chịu tải của cọc khoan nhồi đã được quan tâm chú ý

Hiện nay, các phương pháp kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi được sử dụng phổ biến trong nước là phương pháp thử động biến dạng nhỏ (PIT, MIMP) và phương pháp siêu âm truyền qua Hầu hết các cọc khoan nhồi được kiểm tra đều áp dụng đồng thời cả hai phương pháp này

Phương pháp thử tải tĩnh là phương pháp được sử dụng đầu tiên để xác định sức chịu tải cọc khoan nhồi

Ngoài ra, hiện nay phương pháp thử động biến dạng lớn cũng đang được

sử dụng phổ biến ở nước ta Hầu hết các công trình có sử dụng cọc khoan nhồi đều áp dụng phương pháp thử tải này

Bảng 1.3 Thống kê một số công trình sử dụng PDA và nén tĩnh

- Hiệp Phước

Cầu cạn số 1 - khu đô thị mới Thủ Thiêm

dịch vụ Đại Quang Minh

Dự án đầu tư xây dựng cầu Rạch Rộp II

dân cư Rạch Chiếc

DEVELOPMENT (MIKASA)

…

CHƯƠNG 2 ĐIỀU KIỆN ĐỊA KỸ THUẬT KHU XÂY DỰNG 2.1 Khu xây dựng Metropolis Thảo Điền - Quận 2

2.1.1 Đặc điểm tự nhiên

- Quận 2 là một trong năm quận nằm ở phía Đông Bắc TP Hồ Chí Minh: Phía Bắc giáp quận Thủ Đức, Bình Thạnh (qua sông Sài Gòn và sông Rạch Chiếc)

Phía Nam giáp sông Sài Gòn, ngăn cách với Quận 7, sông Nhà Bè, ngăn cách với huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai

Phía Tây theo thứ tự từ Bắc xuống Nam lần lượt ngăn cách với quận Bình Thạnh, Quận 1 và Quận 4 bởi sông Sài Gòn

Phía Đông giáp Quận 9

Hình 2.1 Vị trí địa lý Quận 2

Tổng diện tích tự nhiên của Quận 2 là 5017 ha Ngày đầu mới thành lập, diện tích đất nông nghiệp chiếm 2.543,8 ha Đến năm 2005, diện tích đất nông nghiệp còn 1.611 ha, đất dân cư chiếm 1.402 ha Các phường có diện tích nhỏ

là phường Thủ Thiêm với 150ha, phường An Khánh với 180 ha và phường Bình An 187 ha

- Địa hình Quận 2 bao gồm cả gò và bưng, kênh rạch chiếm 24,7% tổng diện tích tự nhiên Phần lớn địa hình thấp trũng, có độ cao trung bình khoảng

từ 1,5m đến 3m với mực nước biển, độ dốc theo hướng Bắc - Nam Đây là vùng bưng trũng, bị nhiễm phèn, mặn, thường ngập nước lúc triều cường, nên sản xuất nông nghiệp gặp nhiều khó khăn, muốn có năng suất và hiệu quả cao phải đầu tư lớn Những năm trước đó, Thành phố có chủ trương phát triển ra hướng Đông Bắc, nên 03 xã giáp ranh nội thành là An Phú, Thủ Thiêm, An Khánh đang trong quá trình quy hoạch đô thị, 02 xã Bình Trưng, Thạnh Mỹ Lợi là xã nông nghiệp, nằm xa trung tâm huyện Thủ Đức nên ít được đầu tư

Do vậy, khi thành lập Quận 2 gặp rất nhiều khó khăn vì định hướng phát triển chưa rõ ràng, hạ tầng kỹ thuật, hạ tầng xã hội yếu kém, quy hoạch chưa rõ ràng nên lòng dân chưa yên, chưa an cư và chưa an tâm lập nghiệp

Phường Thảo Điền nằm ở phía Bắc của Quận 2 với diện tích 375,87 ha Được hình thành trên cơ sở một phần diện tích và nhân khẩu của xã An Phú

cũ, phía Tây và phía Bắc giáp với quận Bình Thạnh qua sông Sài Gòn, phía Nam giáp phường Bình An và An Phú, phía Đông giáp phường An Phú

- Địa hình và thổ nhưỡng đặc trưng của phường là bưng thấp ven sông, được bồi đắp bởi phù sa mới nên chủ yếu là đất đen, nền đất yếu Độ cao so với mực nước biển từ 1 đến 3 mét nên thường bị ngập nước khi thủy triều lên Với vị trí địa lý thuận lợi là một phường nằm ở cửa ngõ phía Đông của thành phố, tiếp giáp Quận 1, gần trung tâm Thành phố Hồ Chí Minh, có hệ