Nghiên cứu lựa chọn giải pháp nền móng cho công trình xây dựng dân dụng khu vực huyện thanh oai (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRUỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỖ THỊ DUYÊN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG KHU VỰC HUYỆN THANH OAI LUẬN V

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRUỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

ĐỖ THỊ DUYÊN

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG

KHU VỰC HUYỆN THANH OAI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG

CÔNG TRÌNH DD&CN

Hà Nội - 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRUỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

ĐỖ THỊ DUYÊN KHÓA : 2013-2015

NGHIÊN CỨU LỰC CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG

KHU VỰC HUYỆN THANH OAI

Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình DD&CN

Mã số: 60.58.02.08

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGUỜI HUỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS TRẦN THƯƠNG BÌNH

Hà Nội – Năm 2015

LỜI CẢM ƠN

Luận văn này được hoàn thành tại Khoa sau đại học trường Đại học Kiến trúc Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của thầy giáo TS.Trần Thương Bình

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Trần Thương Bình, các thầy cô khoa Sau đại học cũng như toàn thể các thầy, cô giáo trường Đại học Kiến trúc Hà nội đã tận tình hướng dẫn, định hướng khoa học và thường xuyên giúp đỡ về mọi mặt để tác giả hoàn thành luận văn

Tác giả xin chân thành cảm ơn tất cả các đồng nghiệp, gia đình và bạn

bè đã góp ý, động viên và giúp đỡ để tác giả hoàn thành luận văn này

Đề tài nghiên cứu của Luận văn liên quan đến nhiều vấn đề phức tạp khác nhau, nên bản Luận văn khó tránh khỏi những thiếu sót Tác giả rất mong nhận được các nhận xét và góp ý để đề tài nghiên cứu được hoàn thiện hơn

Một lần nữa, tác giả xin chân thành cám ơn!

Hà nội, ngày tháng năm 2015

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Đỗ Thị Duyên

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số

liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố

trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Hà nội, ngày tháng năm 2015

Đỗ Thị Duyên

MỤC LỤC Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục bảng, biểu

Danh mục hình

PHẦN MỞ ĐẦU: 1

Lý do chọn đề tài: 1

Mục tiêu của đề tài luận văn: 1

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu : 2

Nội dung nghiên cứu của đề tài: 2

Phương pháp nghiên cứu: 2

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: 2

Cơ sở tài liệu chủ yếu của luận văn: 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP NỀN MÓNG CHO CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH CỦA LÃNH THỔ: 4

1.1 Nền móng công trình xây dựng : 4

1.1.1 Nền và các biện pháp sử lý nền : 4

1.1.2 Móng của các công trình xây dựng : 9

1.1.3 Giải pháp nền móng hợp lý : 11

1.2 Điều kiện địa chất và các thông số nền trong tính toán nền móng : 23

1.2.1 Điều kiện địa chất : 23

1.2.2 Công tác khảo sát địa kỹ thuật : 25

1.3 Tình hình và thực trạng thiết kế thi công nền móng công trình xây dựng

tại Thanh Oai : 26

1.3.1 Các nhu cầu : 26

1.3.2 Thực trạng : 27

1.3.2 Các vấn đề tồn tại trong xây dựng nền móng công trình tại huyện Thanh Oai : 30

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LỰA CHỌNGIAỈ PHÁP NỀN MÓNG KHU VỰC THANH OAI 33

2.1 Đặc điểm địa chất và tính chất cơ lý đất nền khu vực : 33

2.1.1 Cấu trúc địa chất và địa chất thủy văn khu vực Thanh Oai: 33

2.1.2 Đặc tính cơ lý của các lớp đất: 39

2.2 Tính hợp lý của giải pháp móng : 48

2.2.1 Các nguyên tắc trong thiết kế công trình 48

2.2.2 Nguyên tắc thiết kế nền móng công trình xây dựng : 52

2.3 Nguyên tắc và phương pháp lựa chọn giải pháp nền móng hợp lý : 55

2.3.1 Bài toán lựa chọn : 55

2.3.2 Bảng tính excell lựa chọn giải pháp móng hợp lý trong thiết kế sơ bộ và thiết kế kỹ thuật thi công : 57

CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG: 61

3.1 Cấu trúc nền khu vực Thanh Oai cho lựa chọn giải pháp nền móng : 61

3.1.1 Xác lập các thông số nền : 61

3.1.2 Độ tin cậy và chính xác các thông số nền : 64

3.2 Luận chứng lựa chọn giải pháp nền móng ở khu vực Thanh Oai : 68

3.2.1 Luận chứng lựa chọn giải pháp nền móng khả thi ở khu vực Thanh

Oai : 68

3.2.2 Tính toán thiết kế sơ bộ các giải pháp nền móng phục vụ lập phương án

khảo sát địa kỹ thuật : 70

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC HÌNH MINH HOẠ

2.4 Các tổ hợp xắp xếp các lớp theo quy luật trầm tích 50

3.1 Cột địa tầng tổng hợp của Thanh Oai 67

MỞ ĐẦU

* Lý do chọn đề tài

Theo cỏc tài liệu địa chất của Tổng cục địa chất Việt Nam, Thanh Oai

là một lónh thổ nằm trong một dạng cấu trỳc địa chất đặc biệt của chõu thổ Sụng Hồng Chớnh vỡ cỏc tớnh chất đặc biệt của cấu trỳc địa chất, đó gõy ra nhiều bất cập trong cụng tỏc khảo sỏt thiết kế nền múng cụng trỡnh và đó ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu quả đầu tư Cỏc bất cập được biểu hiện dưới cỏc sự

cố nền múng gõy hư hỏng xuống cấp, chi phớ đầu tư tăng do thiết kế với hệ số

an toàn quỏ lớn hoặc cỏc sự cố gõy tỏc động tiờu cực đến mụi trường nước, mụi trường đất… nguyờn nhõn chủ yếu là thiếu sự định hướng về điều kiện đất nền khi lựa chọn giải phỏp nền múng Trong khi đú, Thanh Oai là một huyện mới ven đụ của thủ đụ Hà Nội nờn nhu cầu xõy cỏc cụng trỡnh xõy dựng trờn địa bàn huyện Thanh Oai ngày càng lớn (cả về số lượng cụng trỡnh

và chiều cao cụng trỡnh), đỏng chỳ ý nhất là định hướng phỏt nhiều khu đụ thị trờn địa bàn huyện như Thanh Hà A, Thanh Hà B và khu đụ thị Quảng Minh

Do đú, nhanh chúng cú được những định hướng cho việc lựa chọn giải phỏp nền múng hợp lý với điều kiện địa chất là rất cấp thiết vào thời điểm hiện nay

Đề tài luận văn thạc sỹ “Nghiờn cứu lựa chọn giải phỏp nền múng cho cụng trỡnh xõy dựng dõn dụng khu vực huyện Thanh Oai” chính là giải quyết vấn đề bức xúc đó, góp phần định hướng cho các chủ đầu tư, người thiết kế, cơ quan quản lý chất lượng xõy dựng sử dụng hợp l ý mụi trường địa chất, tăng hiệu quả đầu tư xõy dựng

* Mục tiờu đề tài luận văn

Mục tiờu của đề tài là đưa ra những nguyờn tắc xỏc định giải phỏp nền múng hợp lý, trờn cơ sở tài liệu điều tra và khảo sỏt đó làm sỏng tỏ những điều kiện địa chất cụng trỡnh của khu vực Thanh Oai, nhằm nõng cao hiệu quả cỏc

2

công tác khảo, sát thiết kế, đảm bảo chất lượng các công trình xây dựng trong khu vực Thanh Oai và bảo vệ môi trường

* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu; Nền móng công trình xây dựng nhà dân dụng

và công nghiệp

- Pham vi nghiên cứu: lựa chọn sơ bộ chiều sâu, kích thước móng với các biện pháp thi công thông thường phục vụ tính toán thiết kế trước giai đoạn thiết kế kỹ thuật và lập bản vẽ thi công

* Nội dung nghiên cứu của đề tài

- Tổng hợp và phân tích tài liệu về các vấn đề nền móng và lựa chọn giải pháp móng trong tính toán thiết kế

- Phân tích các tài liệu địa chất khu vực đồng bằng Bắc Bộ và khu vực Thanh Oai

- Tổng hợp tính toán các đặc trưng thống kê các chỉ tiêu cơ lý của các lớp từ các số liệu điều tra địa chất công trình và khảo sát địa chất công trình khu vực Thanh Oai

- Nghiên cứu xác lập các dạng cấu trúc nền cho khu vưc

- Xây dựng quy trình lựa chọn trong đó có chương trình tính để đơn giản công việc phân tích địa kỹ thuật lựa chọn thông số nền cho giải pháp nền móng hợp lý

- Áp dụng kết quả xác lập các dạng cấu trúc trong việc tính toán lựa chọn sơ bộ giải pháp nền móng

* Phương pháp nghiên cứu

- Các phương pháp phân tích lý thuyết

- Phương pháp xác suất thống kê

- Phương pháp lý thuyết hệ thống

* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Kết quả nghiờn cứu của luận văn sẽ là cơ sở tin cậy để:

- Cho cỏc nhà đầu tư, cỏc đơn vị tư vấn thiết kế lập cỏc giải phỏp nền múng hợp lý cho cỏc dự ỏn đầu tư xõy dựng trờn địa bàn nghiờn cứu của huyện

Thanh Oai

- Cho cỏc cơ quan quản lý đầu tư và chất lượng cỏc cụng trỡnh xõy dựng thẩm tra, thẩm định và phờ duyệt cỏc vấn đề liờn quan đến nền múng cụng trỡnh trờn địa bàn, đảm bảo đầu tư dự ỏn hiệu quả

- Bổ sung cỏc văn bản phỏp quy liờn quan đến quản lý chất lượng quy hoạch, lập dự ỏn đầu tư, thiết kế, thi cụng và khai thỏc cỏc cụng trỡnh xõy dựng trong địa bàn huyện

* Cơ sở tài liệu chủ yếu của luận văn

- Thực trạng sử dụng cỏc giải phỏp nền múng ở huyện

- Định hướng quy hoạch phát triển không gian đô thị huyện Thanh Oai

- Tài liệu khảo sát địa chất, thiết kế nền móng các công trình xây dựng khác nhau hiện có tại Thanh Oai

THÔNG BÁO

Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội

Email: digilib.hau@gmail.com

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Từ việc tổng hợp xem xét các giải pháp nền móng và các phương pháp đánh giá xác định các thông số đất nền và lựa chọn giải móng đến đi sâu tìm hiểu phân tích điều kiện địa chất khu vực làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc khu vực Thanh Oai Nghiên cứu đã thu được các kết quả sau:

- Xác lập các dạng cấu trúc nền theo quan điểm nâng cao độ tin cậy, của xác suất thống kê, trong đó các lớp đất nền đã được tổng hợp và phân chia nhằm nâng cao độ tin cậy của các thông số nền

- Xây dựng phương pháp xác định phương án nền móng bằng bảng tính excell để làm công cụ giải quyết các vấn đề tính toán phức tạp trong lựa chọn giải pháp nền móng hợp lý cho một công trình có kiến trúc cấu xác định với

sự tường minh về độ tin cậy và sai số

Từ các kết quả đó đã rút ra một số kiến nghị như sau:

- Đối với các công trình xây dựng khu vực Thanh Oai có niên hạn sử dụng ngắn nên áp dụng các giải pháp móng nông trên nền thiên nhiên

- Đối với các công trình có niên hạ sử dụng trên 25 năm nên sử dụng giải pháp móng sâu với nhà cao trên 5 tầng mũi cọc nên đặt vào trong lớp cát những nhà cao trên 10 tầng nên đặt vào trong lớp cuội sỏi

- Đối với các công trình thấp tầng xây dựng trên diện tích đã bị mất đi bản chất tự nhiên ví dụ như đào san lấp thì sử dụng móng cọc vào lớp cát mịn sẽ

có điều kiện để hợp lý hơn so với việc lựa chọn móng nông trên nền gia cố

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Nguyễn Ngọc Bích, Lê Thị Thanh Bình, Vũ Đình Phụng (2005), Đất xây dựng, địa chất công trình và kỹ thuật cải tạo đất trong xây dựng, tr.159-

171, 293-312, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

2 Vũ Công Ngữ , Nguyễn Văn Dũng (1998), Cơ học đất, Nhà xuất bản Khoa

học và kỹ thuật, Hà Nội

3 Vũ Công Ngữ, Nguyễn Thái (2006), Móng cọc – Phân tích và thiết kế,

Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội

4 Tiêu chuẩn Việt Nam 10304(2014), Móng cọc Tiêu chuẩn thiết kế, Nhà

xuất bản Xây dựng, Hà Nội

5 Tiêu chuẩn xây dựng 206 (1998), Cọc khoan nhồi Yêu cầu về chất lượng thi công, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

6 Tiêu chuẩn Việt Nam 9362 (2012), Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình,

Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

7 Nguyễn Văn Quảng, Nguyễn Hữu Kháng, Uông Đình Chất (2005), Nền và móng các công trình dân dụng – công nghiệp, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà

10 Nguyễn Uyên (2006), Khảo sát địa chất để thiết kế các loại công trình,

tr.5-165, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

11 Trần Văn Việt (2008), Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ thuật, tr.216-304,

Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

12 Tiêu chuẩn Việt Nam 195 (1997), Nhà cao tầng Thiết kế cọc khoan nhồi,

Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

13 Tiêu chuẩn Việt Nam 189 (1996), Móng cọc tiết diện nhỏ Tiêu chuẩn thiết

kế, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

14 Tiêu chuẩn Việt Nam 7888 (2008), Cọc Bê tông ly tâm ứng lực trước, Nhà

xuất bản Xây dựng, Hà Nội

15 Tiêu chuẩn Việt Nam 9379 (2012), Kết cấu xây dựng và nền – Nguyên tắc

cơ bản về tính toán, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

16 Quy chuẩn Việt Nam 03 (2009), Phân loại - phân cấp các công trình xây dựng dân dụng, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

17 Vũ Văn Phái (2010), Hà Nội - Địa chất, địa mạo và tài nguyên thiên nhiên liên quan, Nhà xuất bản Hà Nội

18 Lê Đức An, Uông Đình Khanh và nnk (2007), Đặc điểm địa hình – địa mạo Khu Thủ đô với công cuộc đô thị hoá và phát triển bền vững, Nhà xuất bản Hà

Nội

1

PHỤ LỤC 1 Lựa chọn tính toán cho giải pháp móng khả thi phực vụ thiết kế phương án

khảo sát địa kỹ thuật

Ví dụ 1 Móng nông cho nhà thấp tầng

Với công trình nhà 3 tầng, kết cấu khu bê tông chịu lực, gồm 10 khung

mỗi khung gồm cột Ngoài khung biên các khung còn lại thuôc cùng một loại

khung chịu lực như nhau và có giá trị nội lực ở chân cột thể hiện ở bảng nội lực chân cột

Và giá trị tính tiêu chuẩn ở chân cột chịu tải lớn nhất có thể xẩy ra đã được

xác định và nhập vào bảng tính Trên bảng tính nhập các giá trị các thông số

nền ở độ tin cậy 0.85 với nhiều phương án kích thước móng khác nhau Kết

quả tính toán của bảng tính đã xuất ra phương án móng hợp lý Kích thước

móng sơ bộ thể hiện trên sau:

Chọn sơ bộ kích thước móng nhà 3 tầng với thông số nền tin cậy

Kết quả

lún cuối cùng Sc

3

NỘI LỰC CHÂN CỘT CHO NHÀ 5 TẦNG

Các phương án có đường kính và chiều sâu cọc, số lượng cọc được tính toán thể hiện trong bảng kích thước, chiều sâu, số lượng cọc cho móng nhà 5 tầng với thông số nền tin cậy

Suất mang tai R với Ptc= 1116 sâu 0,2 D.kinh 0,25 D.kinh 0,3 D.kinh 0,35 D.kinh 0,35 D.kinh

Từ các số liệu này có thể khái toán kinh phí xây dựng nền móng cho toàn bộ công trình là: 17.900.000 đ

PHỤ LỤC 2 Tính toán phương án nền móng hợp lý nhất cho công trình có kiến trúc kết cấu xác định

Ci kG/cm2

γwT/m3

ϕ (§é)

Tải trọng công trình truyền xuống móng là: 18,81 T/tầng

Qua tính toán: Công trình 1 tầng thì kích thước móng là 1,0×1,4m chiều sâu chon móng h = 1m

Dự báo độ lún với công trình 1 tầng là: ΣSgh = 1,016cm

(tắt lún tại độ sâu -3,0m so với cao độ tự nhiên)

(tắt lún tại độ sâu -4,0m so với cao độ tự nhiên)

m2

EkG/c

m2

CikG/cm2

γwT/m3

ϕ (Độ) Is

dẻo lẫn hữu cơ

phõn huỷ chưa

bóo hoà nước,

lẫn hữu cơ phõn

huỷ chưa hoàn

Tính toán giả thiết một công trình trường học điển hình có bước khung

là 4,2m, nhịp khung là 6,9+2,1m (hành lang là 2,1m) Tớnh toỏn trong phụ lục

Dự báo độ lún với công trình 2 tầng là: ΣSgh = 1.401cm

(tắt lún tại độ sâu -4,4m so với cao độ tự nhiên)

Kinh phớ cho 1 múng: 2.376.000đ

Công trình 3 tầng thì kích thước móng là 2ì2,2m chiều sâu chôn móng h = 1,2m

Tiết diện cọc: F = aìa = a2 (cm2)

Công thức xác định giá trị sức chịu tải cực hạn của cọc theo đất nền:

Pđ = mì(mRFR + uΣmfifili) = Pm + Pms(R: Là cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc phụ thuộc vào độ sâu hạ mũi cọc và loại đất dưới mũi cọc)

Sức chịu tải của cọc trong lớp sét pha:

Pm = mmRFR = 0,7Ra2 (kg)

Pms = muΣmfifili = 3,6aΣfili (kg) Khi chiều dài cọc lc= 7.9 m thì sức chịu tải cực hạn của cọc là:

Tiết diện 25x25cm

Pm = mmRFR = 3.19 (T)

Pms = muΣmfifili = 13.52 (T)

→ Pđ = 16.7 (T) Sức chịu tải cực hạn của cọc theo đất nền: Pđ = mRF= 2a2 (T)

Đối với cọc chống, sức chịu tải của cọc chủ yếu phụ thuộc vào vật liệu chế tạo cọc

PVL = ϕ(RbFb+RaFa) Với cọc tiết diện 25ì25cm, Bê tông cấp bền B20, thép chịu lực 4φ16 nhóm AII, Sức chịu tải cực hạn theo vật liệu chế tạo cọc: PVL = 94 (T)

Công trình 4 tầng thì kích thước móng là 1.25ì1.85m với số cọc 6c tiết diện 25x25cm chiều sâu cọc là -9m

Từ kết quả nghiên cứu, tác giả đề xuất giải pháp nền móng cho mô hình này như sau:

+ Giải pháp móng nông có thể sử dụng cho những công trình có số tầng