đánh giá điều kiện địa chất công trình, tính toán thiết kế móng phục vụ xây dựng cao ốc lương thế vinh, tại số 04 lương thế vinh, phương tân thới hòa, quận tân phú, tp hcm

Sử dụng các phương pháp nghiên cứu như: phương pháp tham khảo và phân tích tài liệu, phương pháp quan sát các kết quả thí nghiệm, kết hợp phương pháp tính toán và sử dụng phần mềm nhằm đ

Trang 1

MỤC LỤC

TÓM TẮT 1

MỞ ĐẦU 2

1 Tính cấp thiết của đồ án 2

2 Mục tiêu của đồ án tốt nghiệp 2

3 Nội dung và phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 3

CHƯƠNG 1 5

1.1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC CÓ LIÊN QUAN 5

1.1.1 Nghiên cứu ngoài nước 5

1.1.2 Nghiên cứu trong nước 5

1.2 GIỚI THIỆU KHU VỰC NGHIÊN CỨU 5

1.2.1 Thông tin chung cư dự án – Chủ đầu tư 5

1.2.2 Thông tin thiết kế 5

1.2.3 Đặc điểm địa lý tự nhiên, địa hình địa mạo khu vực nghiên cứu 6

1.3 TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ THUYẾT 8

1.3.1 Khái niệm chung 8

1.3.2 Khái niệm nền - móng 9

CHƯƠNG 2 13

2.1 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP, TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU 13

2.2 PHƯƠNG PHÁP QUAN SÁT 13

2.3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 16

2.3.1 Tính toán sức chịu tải theo vật liệu cọc 16

2.3.2 Tính toán sức chịu tải cọc theo tính chất cơ lý của đất đá 18

2.3.3 Tính toán sức chịu tải cọc theo cường độ đất nền 19

2.3.4 Tính toán sức chịu tải cọc theo SPT 20

2.3.5 Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc 21

2.4 PHƯƠNG PHÁP DÙNG PHẦN MỀM PBC 2015 21

CHƯƠNG 3 25

3.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN 25

Trang 2

3.1.1 Kết quả quan trắc mực nước ngầm 25

3.1.2 Đặc điểm các tầng chứa nước 25

3.1.3 Đánh giá mức độ ăn mòn vật liệu của NDĐ 26

3.2 ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 26

3.2.1 Các yếu tố địa chất tự nhiên 26

3.2.2 Đặc điểm địa tầng các lớp đất 1

3.2.3 Đặc điểm tính chất cơ lý đất đá khu vực công trình nghiên cứu 32

3.2.4 Kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 35

3.3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP MÓNG VÀ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 35

3.3.1 Đề xuất giải pháp móng phục vụ xây dựng công trình 35

3.3.2 Kết quả tính toán thiết kế cho móng cọc phục vụ xây dựng công trình Cao ốc Lương Thế Vinh – Tân Thới Hòa – Tân phú 36

3.4 THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

Trang 4

Danh mục bảng

Bảng 3.1 Kết quả quan trắc mực nước ngầm 25

Bảng 3.2 Kết quả phân tích hóa nước dưới đất 26

Bảng 3.3 Bảng phân chia các lớp đất theo thứ tự các lớp đất từ trên xuống dưới khu vực xây dựng công trình 27

Bảng 3.4 Độ sâu phân bố và bề dày lớp 1 29

Bảng 3.12 Kết quả thí nghiệm đất trong phòng theo tiêu chuẩn Việt Nam 33

Bảng 3.13 Tổng hợp kết quả thí nghiệm đất trong phòng theo tiêu chuẩn ASTM 34

Bảng 3.14 Bảng kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT và thông số địa kỹ thuật suy diễn 35

Bảng 3.15 Bảng tổng hợp theo chỉ tiêu cơ lý 39

Bảng 3.16 Bán kính ảnh hưởng của khối móng 46

Bảng 3.17 Tính độ lún dưới khối móng qui ước 47

Trang 5

Danh mục hình

Hình 1.1 Vị trí địa lý hành chính quận Tân Phú 6

Hình 1.2 Sơ đồ mô tả móng cọc 11

Hình 3.1 Mặt cắt địa chất các lớp đất đá tại khu vực nghiên cứu 28

Hình 3.2 Bảng kết quả SCT của cọc theo vật liệu 43

Trang 6

TÓM TẮT

Đồ án được thực hiện nhằm đánh giá điều kiện địa chất công trình của khu vực nghiên cứu Từ đó phân tích và tìm ra giải pháp móng tối ưu, thiết kế móng hợp lý cho công trình xây dựng.dựa trên các kết quả thí nghiệm hiện trường và thí nghiệm trong phòng, tiến hành nghiên cứu các lớp đất đá tại khu vực xây dựng công trình, tìm ra những lớp đất thuận lợi để đặt móng cho công trình

Tổng quan về khu vực quận Tân Phú, nêu các đặc điểm về: điều kiện tự nhiên, vị trí địa lý; đặc điểm địa tầng, thủy văn của khu vực nghiên cứu; trình bày cơ sở lý thuyết các vấn đề về móng

Sử dụng các phương pháp nghiên cứu như: phương pháp tham khảo và phân tích tài liệu, phương pháp quan sát các kết quả thí nghiệm, kết hợp phương pháp tính toán

và sử dụng phần mềm nhằm đánh giá điều kiện địa chất công trình, xác định các lớp đất tốt và độ sâu phù hợp để đặt móng Tìm ra các giải pháp móng phù hợp, áp dụng các TCVN hiện hành để tính toán SCT của cọc theo vật liệu, theo các chỉ tiêu cơ lý của đất nền, theo cường độ của đất nền, theo thí nghiệm SPT

Từ bảng tổng hợp các kết quả chỉ tiêu cơ lý của đất đá tại khu vực nghiên cứu, sinh viên tiến hành đánh giá điều kiện ĐCTV và điều kiện ĐCCT của khu vực nghiên cứu, sử dụng các thông số đã có để tính toán và đưa ra kết quả Kết quả bao gồm: kết quả sức chịu tải của cọc theo vật liệu, theo tính chất cơ lý của đất đá, theo cường độ đất nền, theo chỉ số SPT Kết hợp với phương pháp sử dụng phần mềm để so sánh, đối chiếu;

từ đó đưa ra phương án thi công công trình một cách hợp lý nhất, tránh xảy ra sự cố công trình trong và sau khi xây dựng

Từ đó đánh giá, chọn lọc các phương án thi công móng tối ưu và thuận lợi nhất,

đề xuất và kiến nghị

Đồ án được trình bày theo các chương sau:

- Chương 1: Tổng quan

- Chương 2: Phương pháp nghiên cứu

- Chương 3: Kết quả và thảo luận

Bổ trợ đi kèm là các hình ảnh, bảng biểu, các phụ lục có liên quan: mặt bằng bố trí hố khoan khảo sát, mặt cắt ĐCCT, hình trụ hố khoan, bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý các lớp đất, bảng các thông số phục vụ tính toán sức chịu tải của cọc

Trang 7

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đồ án

Nền móng được xem là trụ cột của một công trình và việc xây dựng chất lượng nền móng có thể ảnh hưởng đến chất lượng toàn công trình về sau Móng nhà là một trong những yếu tố quan trọng nhất cần được tính toán và thiết kết chính xác khi xây dựng công trình để không xảy ra bất kỳ sự cố nào trong quá trình thi công và sử dụng Móng công trình có rất nhiều loại như: móng băng, móng bè, móng đơn,…Tuỳ thuộc vào tải trọng, chiều cao của công trình bên trên và tính chất các tầng đất của công trình

mà kỹ sư sẽ quyết định, tính toán và sử dụng loại móng phù hợp và an toàn Đây là nơi quyết định cho sự kiên cố, bền vững và là nền tảng nâng đỡ cả công trình Trên cơ sở

phân tích tầm quan trọng của nền móng công trình trong xây dựng, đề tài “Đánh giá

điều kiện địa chất công trình – Tính toán thiết kế móng phục vụ xây dựng Cao ốc Lương Thế Vinh, tại số 04 Lương Thế Vinh, phường Tân Thới Hòa, quận Tân Phú, Tp.HCM” được lựa chọn và thực hiện làm đề tài tốt nghiệp của sinh viên

2 Mục tiêu của đồ án tốt nghiệp

Mục tiêu của đồ án là phân tích, đánh giá điều kiện địa chất công trình, điều kiện địa chất thủy văn cho công trình Cao ốc Lương Thế Vinh, phường Tân Thới Hòa, quận Tân Phú, TP HCM Tìm ra giải pháp móng phù hợp và tối ưu cho công trình nghiên cứu Qua đó giúp sinh viên có được kinh nghiệm trong việc thu thập tài liệu, tham khảo tài liệu, đánh giá điều kiện địa chất khu vực, đồng thời nâng cao khả năng tổng hợp, xử

lý số liệu cũng như so sánh và tính toán sức chịu tải của cọc bằng các phương pháp khác nhau

3 Nội dung và phạm vi nghiên cứu

- Nội dung nghiên cứu

Đánh giá điều kiện địa chất công trình và điều kiện địa chất thủy văn để lựa chọn những lớp đất tốt, lựa chọn giải pháp móng phù hợp phục vụ xây dựng móng cho công trình Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu, theo tính chất cơ lý của đất đá, theo cường độ đất nền và theo chỉ số SPT; tính toán sức chịu tải của cọc bằng phần mềm PBC 2015 So sánh kết quả của cả 5 phương pháp tính toán, đánh giá tải trọng công trình

mà đất tại khu vực nghiên cứu có thể chịu tải được Từ đó đưa ra kết luận tải trọng mà cọc có thể đảm nhận được để xây dựng công trình

Trang 8

- Phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Điều kiện địa chất công trình và sức chịu tải của cọc

Về không gian: Hố móng của công trình: Cao ốc Lương Thế Vinh – Số 04, Cao

ốc Lương Thế Vinh, phường Tân Thới Hòa, quận Tân Phú, TP Hồ Chí Minh

Về nội dung: Dựa vào đặc điểm điểm chất công trình và địa chất thủy văn khu

vực, nghiên cứu các phương pháp tính toán, phần mềm ứng dụng tính sức chịu tải của cọc So sánh kết quả giữa các phương pháp để đưa ra sức chịu tải mà cọc có thể đảm nhận, đề xuất giải pháp móng tối ưu cho công trình

4 Phương pháp nghiên cứu

Trong phạm vi thực hiện đồ án, sinh viên kết hợp giữa nhiều phương pháp nghiên cứu khác nhau để bài báo cáo được chính xác và hoàn thiện, cụ thể:

Phương pháp thu thập, tổng hợp và phân tích tài liệu: sinh viên tiến hành thu thập các tài liệu về khu vực nghiên cứu, các tài liệu về móng cọc dùng trong xây dựng, các tiêu chuẩn hiện hành để tính toán

Phương pháp khảo sát địa chất: Là công tác nghiên cứu, đánh giá điều kiện địa chất công trình tại địa điểm xây dựng nhằm xác định cơ bản các đặc tính địa chất công trình của khu vực để có cơ sở lựa chọn phương án móng hợp lý Đánh giá mức độ thích hợp của địa điểm và môi trường đối với các công trình dự kiến xây dựng, tiền đề cho công tác thiết kế, lựa chọn giải pháp móng cho công trình dự kiến xây dựng một cách hợp lý và tiết kiệm

Phương pháp thí nghiệm hiện trường và thí nghiệm trong phòng: Sau khi khoan lấy mẫu tại hiện trường về sẽ tiến hành thí nghiệm mẫu trong phòng thí nghiệm Dựa vào đặc tính công việc và yêu cầu cụ thể mà chọn loại hình thí nghiệm cho phù hợp Thí nghiệm thường xuyên được tiến hành đối với hầu hết các công trình là thí nghiệm 17 chỉ tiêu cơ lý của đất

Phương pháp tính toán: sử dụng 4 phương pháp tính toán bao gồm phương pháp tính toán SCT của cọc theo vật liệu, SCT của cọc theo các chỉ tiêu cơ lý của đất nền, SCT của cọc theo đất nền và SCT của cọc theo chỉ số SPT

Phương pháp sử dụng phần mềm: phần mềm PBC 2015 là phần tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu, thực hiện bước khai báo các số liệu của các lớp đất công

Trang 9

trình vào phần mềm và tiến hành tính toán So sánh kết quả này với kết quả của 4 phương pháp tính toán ở trên và đưa ra sức chịu tải mà cọc có thể chịu được

Trang 10

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC CÓ LIÊN QUAN

1.1.1 Nghiên cứu ngoài nước

Hiện nay, trên thế giới có nhiều nghiên cứu cho việc tính toán thiết kế nền móng công trình, trong đó, tiêu biểu là các nghiên cứu sau:

- Tối ưu hóa thiết kế móng cho hố đào sâu tại cao ốc Xiluodu, Trung Quốc – Qixiang Fan, Shaowu Zhou, Ning Yang – 2015

- Giải thích lý thuyết và tính toán giải pháp thiết kế nền móng cho thiết bị phụ thuộc tải trọng động – Fyodor Kiselyov, Philipp Sergeyev, Roman Stepanov – 2015

1.1.2 Nghiên cứu trong nước

Tại Việt Nam, có một số nghiên cứu về đề tài móng công trình như sau:

- Đánh giá độ tin cậy các phương pháp thiết kế móng cọc trên địa bàn TP Hồ Chí Minh – Nguyễn Thanh Xuân – 2009

- Phân tích và tính toán ứng xử trong móng cọc đài bè – Ngô Hoàng Sơn – 2015

- Phân tích đánh giá giải pháp móng nông trên nền thiên nhiên khu vực cát giồng

ở tỉnh Sóc Trăng – Bùi Đức Tính – 2014

1.2 GIỚI THIỆU KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.2.1 Thông tin chung cư dự án – Chủ đầu tư

- Tên dự án: Chung cư kết hợp thương mại dịch vụ tại số 4 đường Lương Thế Vinh, Phường Tân Thới Hòa, Quận Tân Phú, TP HCM

- Địa điểm xây dựng: số 4 thuộc các thừa số 61- Tờ bản đồ số 26 – Bộ địa chính phường Tân Thới Hòa, quận Tân Phú, TP.HCM

1.2.2 Thông tin thiết kế

- Chiều cao công trình: tối đa 68,1 m

- Tầng cao: 18 tầng

- Diện tích lô đất sau khi trừ lộ giới: 6.419,4 m2

- Diện tích xây dựng: 2567 m2

- Mật độ xây dựng: 40%

Trang 11

- Tổng diện tích sàn xây dựng (trừ diện tích hầm và sân thượng): 41.766,1 m2

- Tổng diện tích tầng hầm: 5806,1 m2

- Diện tích tầng 1: 2567 m2

- Diện tích tầng 2: 1176,7 m2

1.2.3 Đặc điểm địa lý tự nhiên, địa hình địa mạo khu vực nghiên cứu

a Đặc điểm vị trí địa lý, khí hậu

 Vị trí địa lý :

Công trình nghiên cứu tọa lạc tại quận Tân Phú, có vị trí địa lý so với các quận lân cận như sau:

- Đông giáp quận Tân Bình, ranh giới là đường Trường Chinh và Âu Cơ

- Tây giáp quận Bình Tân, ranh giới là đường Bình Long và kênh 19 tháng 5

- Nam giáp các quận 6, quận 11

- Bắc giáp quận 12, ranh giới là kênh Tham Lương

Hình 1.1 . Vị trí địa lý hành chính quận Tân Phú

Nguồn: UBNN quận Tân Phú Tp Hồ Chí Minh

Trang 12

 Điều kiện khí hậu:

Khí hậu: Quận Tân Phú mang đặc thù khí hậu của Tp HCM với hai mùa mưa và nắng rõ rệt Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo Cũng như các tỉnh ở Nam bô, đặc điểm chung của khí hậu – thời tiết Tp HCM là nhiệt

độ cao đều trong năm và có hai mùa mưa – khô rõ ràng làm tác động chi phối môi trường cảnh quan sâu sắc Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, có khuynh hướng tăng dần theo trục Tây Nam – Đông Bắc Đại bộ phận các quận nội thành và các huyện phía Bắc thường có lượng mưa cao hơn các quận huyện phía Nam và Tây Nam

Độ ẩm tương đối của không khí bình quân/năm là 79.5% Về gió, Tp Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi 2 hướng gió chính và chủ yếu là gió mùa Tây – Tây Nam và Bắc – Đông Bắc

b Tổng quan đặc điểm địa hình, địa mạo quận Tân Phú

 Địa hình, địa mạo

Địa hình quận Tân Phú tương đối bằng phẳng, trên nền trầm tích có nguồn gốc sông-biển, thuận lợi cho giao thông, phát triển kinh tế, tuy nhiên do khu vực nằm trên nền trầm tích holocene và có địa hình thấp thường xuyên ngập nước do triều cường nên khi xây dựng các công trình lớn bắt buộc phải có những biện pháp xử lý, cải tạo, gia cố nền móng Các thành tạo trầm tích thuộc tầng phủ chiếm hầu hết diện tích của TP HCM,

có tuổi thành tạo từ Miocen muộn đến ngày nay Trên bề mặt địa hình, ở TP HCM chỉ

lộ ra các trầm tích đệ tứ có mức độ gắn kết trung bình và kém thuộc các hệ tầng Thủ Đức, Củ Chi, Bình Chánh, Cần Giờ… Đây là vùng có các tầng đất có độ chịu tải khác nhau, cần quan tâm chú ý khi xây dựng

 Địa tầng

Địa chất Thành phố Hồ Chí Minh bao gồm chủ yếu là hai tướng trầm tích Pleistocen và Holocen lộ ra trên bề mặt Trầm tích Pleistocen chiếm hầu hết phần Bắc, Tây Bắc và Đông Bắc thành phố Dưới tác động của các yếu tố tự nhiên và hoạt động của con người, trầm tích phù sa cổ hình thành nhóm đất đặc trưng riêng: đất xám Với hơn 45 nghìn hecta, tức khoảng 23,4% diện tích thành phố, đất xám ở Thành phố

Hồ Chí Minh có ba loại: đất xám cao, đất xám có tầng loang lổ đỏ vàng và hiếm hơn là

Trang 13

đất xám gley Trầm tích Holocen ở Thành phố Hồ Chí Minh có nhiều nguồn gốc: biển, vũng vịnh, sông biển, bãi bồi hình thành nhiều loại đất khác nhau

 Thủy văn

Về thủy văn, nằm ở vùng hạ lưu hệ thống sông Ðồng Nai - Sài Gòn, Thành phố

Hồ Chí Minh có mạng lưới sông ngòi kênh rạch rất đa dạng Ngoài các con sông chính, Thành phố Hồ Chí Minh còn có một hệ thống kênh rạch chằng chịt: Láng The, Bàu Nông, Rạch Tra, Bến Cát, An Hạ, Tham Lương, Cầu Bông, Nhiêu Lộc-Thị Nghè, Bến Nghé, Lò Gốm, Kênh Tẻ, Tàu Hũ, Kênh Ðôi Hệ thống sông, kênh rạch giúp Thành phố Hồ Chí Minh trong việc tưới tiêu, nhưng do chịu ảnh hưởng dao động triều bán nhật của biển Ðông, thủy triều thâm nhập sâu đã gây nên những tác động xấu tới sản xuất nông nghiệp và hạn chế việc tiêu thoát nước ở khu vực nội thành Nhờ trầm tích Pleistocen, khu vực phía bắc Thành phố Hồ Chí Minh có được lượng nước ngầm khá phong phú Nhưng về phía nam, trên trầm tích Holocen, nước ngầm thường bị nhiễm phèn, nhiễm mặn Khu vực nội thành cũ có lượng nước ngầm đáng kể, tuy chất lượng không thực sự tốt, vẫn được khai thác chủ yếu ở ba tầng: 0-20 m, 60-90 m và 170-200

m (tầng trầm tích Miocen) Tại Quận 12, các huyện Hóc Môn và Củ Chi, chất lượng nước tốt, trữ lượng dồi dào, thường được khai thác ở tầng 60-90 m, trở thành nguồn nước bổ sung quan trọng

1.3 TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.3.1 Khái niệm chung

- ĐCCT là một ngành khoa học chuyên nghiên cứu và vận dụng tri thức địa chất vào việc xây dựng công trình và sử dụng lãnh thổ

- Điều kiện ĐCCT: làtổng hợp các yếu tố địa chất tự nhiên ảnh hưởng (tích cực

và tiêu cực) tới việc xây dựng và sử dụng công trình Bao gồm: địa hình - địa mạo; đặc điểm cấu trúc địa chất; đặc điểm về địa chất thủy văn; các hiện tượng địa chất động lực; vật liệu xây dựng và điều kiện thi công

- Vấn đề ĐCCT là những vấn đề địa chất bất lợi phát sinh khi xây dựng và sử dụng công trình

Trang 14

1.3.2 Khái niệm nền - móng

a Nền

Nền là phần đất trực tiếp tiếp nhận tải trọng công trình truyền xuống thông qua móng Đối với móng nông, nền là phần đất trực tiếp dưới đáy móng Cần phải lựa chọn sao cho nền phải là đất tốt Nếu lớp đất tốt ở quá sâu, việc lựa chọn như vậy trở nên ít phù hợp thì có thể chọn các lớp đất không tốt ở nông hơn làm nền cho công trình nhưng phải làm cho nó tốt lên trước khi đặt móng Trong trường hợp này, tầng đất được lựa chọn đặt móng phải được gia cố bằng một phương pháp nhân tạo nào đó gọi chung là

xử lý nền và nền sau xử lý gọi là nền nhân tạo Cần lưu ý rằng, sau khi đã xử lý, tính chất cơ lý của đất đã thay đổi vì vậy cần được đánh giá lại bằng các thí nghiệm thích hợp Mọi tính toán thiết kế dựa trên số liệu địa chất mới tiến hành tương tự trường hợp nền tự nhiên

Trong trường hợp móng sâu, nền thực sự bao gồm cả phần đất xung quanh móng (xung quanh cọc) và phần đất dưới đáy móng (dưới mũi cọc) Phần đất dưới mũi cọc đóng một vai trò vai trò rất quan trọng, đặc biệt đối với biến dạng lún của móng và do

đó của chính công trình Do vậy, để tiện cho việc phân tích trong các phần liên quan tiếp theo, ở mức độ tổng quan ta tạm quy ước nền trong mọi trường hợp được nhắc đến là đất ở dưới độ sâu đặt móng hoặc độ sâu mũi cọc trở đi Nói chung, trong mọi trường hợp phải chọn đất tốt làm nền cho công trình

- Phạm vi đất nền trực tiếp chịu tác động của tải trọng công trình phụ thuộc không những tính chất của đất mà còn cả mức độ tải trọng Phạm vi của nền thương kéo dài theo độ sâu đến khoảng 2 lần bề rộng móng và sang hai bên khoảng 1 lần bề rộng ngoài phạm vi móng Đó cũng là phạm vi cần phải khảo sát kỹ trước khi thiết kế móng hay thiết kế xử lý cải tạo nền khi cần thiết [2]

b Móng:

Móng là phần công trình kéo dài xuống dưới mặt đất làm nhiệm vụ chuyển tiếp giữa công trình bên trên với nền đất Móng tiếp nhận tải trọng từ công trình và truyền vào đất nền thông qua các phần tiếp xúc của nó với đất Thông thường khả năng tiếp nhận tải trọng của các loại vật liệu công trình lớn hơn của đất nền rất nhiều do đó móng thường có kích thước mở rộng hơn so với công trình bên trên để giảm tải trọng lên nền đến mức đất có thể tiếp nhận được Sự mở rộng này có thể theo bề ngang, theo chiều

Trang 15

sâu hoặc cả 2 hướng Sự mở rộng theo chiều ngang làm tăng diện tiếp xúc ở các mặt bên móng với đất làm tăng tổng ma sát bên Như vậy, móng là một bộ phận của công trình

có nhiệm vụ đỡ công trình bên trên, tiếp nhận tải trọng công trình và phân phối tải trọng

đó vào đất nền thông qua phản lực nền và ma sát bên [2]

Các loại móng:

 Móng nông:

- Móng nông truyền tải trọng công trình vào đất nền chủ yếu thông qua diện tiếp xúc của đáy móng với đất do đó thường có kích thước mở rộng theo phương ngang

- Móng nông được sử dụng đối với công trình quy mô vừa và nhỏ (thường ≤ 5

tầng) Đây là loại móng rất phổ biến ở Việt Nam Nhìn chung, các lớp đất sét (sét pha)

ở trạng thái dẻo cứng đến cứng có bề dày đủ lớn (thường 5 → 7 m) phân bố phía trên cùng đều có thể đặt móng nông Chiều sâu chôn móng phổ biến từ 0,5m đến 3m, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như bề dày lớp đất lấp, chiều sâu mực nước dưới đất, sự phân bố của đất yếu Chiều sâu chôn móng càng lớn, khả năng chịu tải của đất nền càng cao, nhưng cần chú ý đến các lớp đất yếu (bùn hoặc đất loại sét có trạng thái dẻo chảy, chảy) phân bố dưới nó Nếu có đất yếu nằm ngay dưới lớp đất tốt (khá phổ biến) và nằm trong phạm vi ảnh hưởng của ứng suất gây lún (thường 5 → 10 m dưới đáy móng), hạn chế chiều sâu chôn móng để tận dụng bề dày của lớp tốt bên trên Nếu chiều sâu chôn móng quá lớn (chi phí đào đắp cao, ảnh hưởng đến các công trình lân cận khi thi công) thì cần xem xét đến giải pháp khác như cọc tre, cừ tràm (nếu có nước dưới đất) hoặc giải pháp

Móng cọc được sử dụng rộng rãi trong xây dựng khi tải trọng công trình tương đối lớn, khi lớp đất tốt xuất hiện tương đối sâu, khi có yêu cầu cao về hạn chế biến dạng công trình Móng cọc bao gồm các cọc liên kết với nhau bằng đài cọc Cọc là các cấu kiện dạng thanh có nhiệm vụ truyền tải trọng công trình vào đất thông qua ma sát bên

Trang 16

thành cọc và phản lực đầu mũi cọc Đầu cọc là cấu kiện dạng bản có nhiệm vụ tiếp nhận tải trọng từ công trình và phân phối lên các cọc theo những quy luật phụ thuộc vào đôi cứng tương đối của đài

Hình 1.2 Sơ đồ mô tả móng cọc

Móng cọc bê tông cốt thép được sử dụng phổ biến hơn cả nhờ khả năng cấu tạo hình dáng linh hoạt, sức chịu tải cao và dễ thi công cơ giới Trong hầu hết các công trình xây dựng ở Việt Nam, cọc bằng bê tông cốt thép là các dạng chủ yếu, là một loại vật liệu xây dựng kết hợp của hai loại vật liệu là bê tông và thép Sự kết hợp này đem lại nhiều ưu điểm nổi bật cho cọc bê tông cốt thép Vì thép và bê tông có hệ số giãn nở nhiệt gần giống nhau, do đó tránh được sự ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường Bê tông bảo vệ cốt thép khỏi sự xâm thực của môi trường, thép định vị bê tông nhằm tránh nứt

vỡ Bên cạnh đó, bê tông còn có đặc tính chịu kéo và uốn kém, khi có cốt thép nhược điểm này sẽ được khắc phục do thép là vật liệu chịu kéo khá tốt Cho nên cọc bê tông cốt thép bền vững chống được sự xâm thực của các hóa chất hoà tan trong nước dưới nền

Theo phương pháp thi công thì cọc bê tông cốt thép được phân thành các loại sau:

Trang 17

- Cọc chế tạo sẵn: cấu tạo từ một hoặc một vài đoạn cọc chế tạo sẵn sau đó nối lại trong quá trình thi công và lắp đặt vào vị trí thiết kế Có thể sử dụng cọc chế tạo sẵn cho các yêu cầu chịu tải đến vài trăm tấn Hạn chế chính của cọc chế tạo sẵn là chiều dài các đoạn cọc bị hạn chế do đó cọc phải được nối từ nhiều đoạn trong quá trình thi công Việc nối cọc không những ảnh hưởng đến tiến độ thi công, tốn kém vật liệu phụ

mà còn rất khó đảm bảo chất lượng các mối nối, đặc biệt là các công trình chịu tải trọng ngang lớn và những khu vực nước có tính phá hủy vật liệu cao

- Cọc đóng, cọc ép: Được sử dụng khi phương án móng nông không đáp ứng được về mặt kỹ thuật (không ổn định, biến dạng nhiều) hoặc chi phí xử lý nền trong móng nông quá tốn kém Có thể do địa tầng chủ yếu gồm các lớp đất yếu phân bố ở phía trên, đất tốt lại nằm sâu phía dưới, hoặc bề dày lớp đất tốt phía trên không đủ lớn, bề dày không ổn định, đất yếu lại phân bố ngay phía dưới với bề dày lớn Việc chọn giải pháp móng cọc phải có cơ sở, khi tính toán móng nông không đảm bảo kỹ thuật Như vậy, phương án móng cọc ép (hoặc đóng) thường không khả thi mà cần giải pháp móng khác chiếm diện tích nhỏ hơn, sức chịu tải cao hơn

- Cọc khoan – đóng hoặc khoan – ép: phương pháp nhằm thỏa mãn yêu cầu chịu tải cao đồng thời làm giảm đáng kể ảnh hưởng của các công trình lân cận Nhưng phương

án này gây ô nhiễm đến môi trường do việc thi công đoạn khoan mồi Nên chọn phương pháp này khi lớp đất mũi cọc là tốt đến rất tốt đông thời phải bảo đảm phần mũi cọc nằm trong lớp đất không khoan sẵn

- Cọc đổ tại chỗ (cọc nhồi): được áp dụng cho công trình có tải trọng rất lớn nhờ

có thể chế tạo được với tiết diện và chiều dài không hạn chế Cọc nhồi có thể tránh được chấn động gây ảnh hưởng đến các công trình lân cận, thi công cho nhiều đường kính Cọc khoan nhồi là cọc bê tông được đổ tại chỗ trong các lỗ tạo bằng phương pháp khoan hoặc ống thiết bị Phương án móng cọc nhồi thường được với nhà cao tầng (thường trên

10 tầng)

- Cọc kết hợp chế tạo sẵn – đổ tại chỗ: dùng để thay thế hai loại trên khi cả hai đều không phải là lựa chọn thích hợp Cọc kết hợp bao gồm phần ngoài dạng ống được chế tạo sẵn bằng bê tông cốt thép hoặc bằng thép, thi công theo phương pháp của cọc chế tạo sẵn sau đó lấy hết đất ở bên trong và nhồi nhét bê tông cốt thép vào một phần hoặc toàn bộ để tạo thành cọc hoàn chỉnh [2]

Trang 18

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP,TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU

Phương pháp thu thập, tổng hợp và phân tích tài liệu là một công việc hết sức quan trọng Các nguồn tài liệu thu thập được hầu như đều được kiểm chứng và có tính khoa học cao

Các tài liệu thu thập trong báo cáo: tài liệu về thông tin của khu vực nghiên cứu, tài liệu về nền móng, các tiêu chuẩn thí nghiệm đất, các tiêu chuẩn thiết kế móng, nghiên cứu phần mền thiết kế móng

a Thu thập tài liệu địa hình, địa mạo và đặc điểm địa chất khu vực xây dựng công trình, thông tin công trình

b Các tài liệu, bảng biểu tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của đất tại khu vực nghiên cứu

c Các tiêu chuẩn tính toán và thiết kế móng cọc

- TCVN 10304:2014: Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 2737 – 1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 9395:2012 - Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu Cọc khoan nhồi

d Tài liệu: ‘Báo cáo khảo sát địa chất công trình Lương Thế Vinh – Số 04, Lương Thế Vinh, phường tân Thới Hòa, quận Tân Phú, TP HCM’ của Liên Hiệp Địa chất công

trình xây dựng và môi trường UGCE – 34/31 Cư xá Lữ Gia, Phường 15, Quận 11, Tp HCM

e Phần mềm PBC 2015 giúp kiểm tra và so sánh kết quả tính toán

2.2 PHƯƠNG PHÁP QUAN SÁT

 Phương pháp khảo sát địa chất

Khu vực khảo sát tọa lạc gần góc đường Lương Thế Vinh và Lũy Bán Ích, phường Tân Thới Hòa, quận Tân Phú, TP Hồ Chí Minh, thuộc khu vực có độ cao địa hình trung

bình, điều kiện giao thông thuận lợi, mật độ dân cư trung bình

Để phục vụ công tác thiết kế và xây dựng nền móng công trình, công tác khảo sát

đã tiến hành 3 hố khoan khảo sát địa chất với độ sâu 60m/hố Công tác khoan kết hợp lấy mẫu đất và nước ngầm, thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) và thí nghiệm mẫu đất

và mẫu nước trong phòng Công tác khảo sát thực hiện chủ yếu theo tiêu chuẩn Việt

Nam (TCVN), một số thí nghiệm cơ đất đặc biệt thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM

Trang 19

Trong phạm vi khảo sát khu vực nghiên cứu được phân chia thành 2 tầng nước như sau:

(1)Tầng chứa nước trên: Tầng chứa nước này tồn tại trong các lớp đất số 2, 3, 4

và 5, gồm các lớp đất cát mịn lẫn sét bột (SC – SM), cát mịn lẫn sét (SC) và cát mịn lẫn bột (SM), mật độ chặt kém đến chặt vừa, phân bố từ độ sâu 7.0m đến 41.2m/41.4m, bề dày trung bình 34m Đây là tầng chứa nước giới hạn, thuộc tầng nước có áp nhẹ với lưu lượng và hệ số thấm trung bình

(2)Tầng chứa nước dưới: Tầng chứa nước này tồn tại trong các lớp đất số 8 – Cát mịn lẫn sét bột (SC – SM) mật độ chặt – rất chặt, phân bố từ độ sâu 54.7m/57.0m đến lớn hơn 60m, bề dày chưa xác định Đây là tầng chứa nước giới hạn, thuộc tầng nước

có áp với lưu lượng và hệ số thấm lớn

Căn cứ kết quả khảo sát, cấu trúc địa chất cơ bản từ trên xuống dưới được phân chia thành các lớp đất như sau:

- Phần đất san lấp nền gồm bê tông, đá 4.6cm, cát phân bố từ mặt đất hiện tại

đến độ sâu 1,2m

- Phần trên gồm các lớp đất 1, 2, 3, 4 và 5, phân bố ngay dưới lớp đất san lấp nền (1.2m) đến khoảng độ sâu 41.3m Đây là phần đất có tính chất cơ lý trung bình với các lớp đất có sức chịu tải và tính nén lún trung bình; thuộc nhóm đất có tính chất điều kiện địa chất công trình thuận lợi trung bình đến thuận lợi Các công trình có tải trọng nhỏ và vừa có thể sử dụng móng nông trên nền thiên nhiên Việc xây dựng các tầng hầm, công trình ngầm có độ sâu lớn hơn 7m cần lưu ý đến các lớp đất cát mịn bão hòa nước (gồm các lớp 2, 3, 4 và 5) để có các giải pháp thiết kế và thi công thích hợp, chống hiện tượng

sạt lở, đẩy ngang, đẩy nổi của các lớp đất này

- Phần dưới gồm các lớp đất 6, 7 và 8 phân bố từ khoảng độ sâu 41.3m trở xuống Đây là phần đất có tính chất cơ lý tốt, thuận lợi cho việc đặt móng các công trình với tải

trọng lớn

Trang 20

 Phương pháp thí nghiệm

 Phương pháp thí nghiệm hiện trường: trong điều kiện thực tế sẽ cho số liệu chính xác nhất Phương pháp thí nghiệm hiện trường: sử dụng TCVN 9363:2012 – Khảo sát địa kỹ thuật cho nhà cao tầng Thí nghiệm hiện trường được thực hiện đồng thời với quá trình khoan như thí nghiệm CPT, SPT

Thí nghiệm xuyên tĩnh CPT có thể được thực hiện để làm rõ tính đồng nhất của địa tầng, đặc tính biến dạng và sức chịu tải của đất nền, dự tính sức chịu tải của cọc đơn… Thí nghiệm được thực hiện trong các lớp đất dính và đất rời không chứa cuội sỏi Mục đích của thí nghiệm này là cung cấp thêm các thông tin để thiết kế và thi công các phần ngầm có độ sâu không lớn

Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT là thí nghiệm xuyên động được thực hiện trong

hố khoan, được dùng làm cơ sở để phân chia các lớp đất đá, xác định độ chặt của đất loại cát, trạng thái của đất loại sét, xác định vị trí lớp đất đặt mũi cọc, tính toán khả năng chịu tải của cọc, cũng như thiết kế móng nông… Thí nghiệm này còn được dùng để xác định chiều sâu dừng khảo sát, đánh giá khả năng hoá lỏng của đất loại cát bão hoà nước

 Phương pháp thí nghiệm trong phòng: sau khi khảo sát khu vực nghiên cứu, tiến hành lấy mẫu và làm thí nghiệm 17 chỉ tiêu cơ lý theo TCVN hiện hành, cụ thể gồm các chỉ tiêu sau:

Bảng 2.1 TCVN thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý trong phòng

3 Dung trọng tự nhiên (dung trọng ướt) TCVN 4202 - 2012

5 Dung trọng đẩy nổi TCVN 4202 - 2012

Trang 21

2.3.1 Tính toán sức chịu tải theo vật liệu cọc

Hầu hết trường hợp thiết kế thực tế là cọc chịu lực nén đúng tâm do đài truyền vào từ công trình bên trên, vật liệu cọc bêtông cốt thép thường Theo TCVN 10304:

2014 “Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế”, trị số tính toán về đặc trưng vật liệu làm cọc và đài cọc cần lấy theo yêu cầu của TCVN 5574:2012

Dùng công thức tính toán như cấu kiện bêtông chịu nén đúng tâm của TCVN 5574:2012 như sau:

Pvl = φ(RbAb + RscAst) (2.1) Trong đó:

Ast - tổng diện tích cốt thép dọc trong cọc;

Ab - diện tích bêtông trong cùng tiết diện cọc;

Rsc - cường độ tính toán về nén của cốt thép, được xác định theo bảng 21 mục 5.5.2.4 của tiêu chuẩn 5574:2012 (Phụ lục 5);

Rb – cường độ tính toán của bê tông xác định theo bảng 13 mục 5.1.2.3 tiêu chuẩn 5574:2012 (phụ lục 5);

φ – hệ số giảm khả năng chịu lực do ảnh hưởng của uốn dọc:

Trang 22

+ Với λ ⩽ 28, φ = 1

+ Với 28 < λ ⩽ 120, φ = 1,028 − 0,0000288λ2 − 0,0016λ (2.2) Khi tính toán theo cường độ vật liệu, xem cọc như một thanh ngàm cứng trong đất tại chiều sâu cách đáy đài một khoảng: l = lo + 2

Sét và sét pha cứng (IL <0) Từ 18000 đến 30000 Cát hạt nhỏ (0,6 ≤ e ≤ 0,75); cát hạt vừa (0,55 ≤ e ≤

0,7);

Cát pha cứng (IL <0); sét, sét pha dẻo cứng

và nửa cứng (0 ≤ IL ≤ 0,5) Từ 12 000 đến 18 000 Cát bụi (0,6 ≤ e ≤ 0,8); cát pha dẻo (0 ≤ IL ≤ 1) và

I là mômem quán tính của tiết diện ngang cọc, tính bằng m4;

γc = 3 là hệ số điều kiện làm việc đối với cọc độc lập;

λ = 𝑙1

E là mô đun đàn hồi của vật liệu làm cọc (bê tông);

𝛾c = 3 là hệ số điều kiện làm việc đối với cọc độc lập;

2

𝛼varepsilon không được vượt quá chiều sâu đến mũi cọc từ đáy đài h;

Trang 23

r = √𝑙

𝐴 là bán kính quán tính của tiết diện cọc; (2.6) Lưu ý: với cọc thí nghiệm, cường độ chịu nén gốc của bê tông cọc cần nhân với

hệ số điều kiện làm việc 𝛾b2 = 1,1;

Trong trường hợp vật liệu cọc dung bêtông thép ứng suất trước, sức chịu tải theo vật liệu cọc tính toán theo hướng dẫn của TCVN 7888 – 2008

2.3.2 Tính toán sức chịu tải cọc theo tính chất cơ lý của đất đá

Sức chịu tải trọng nén theo phương dọc trục của cọc được xác định theo công thức sau:

Rc.u = c ( cq qb Ab + u∑𝛾𝑐𝑓𝑓𝑖𝑙𝑖 ) (kN) (2.7) Trong đó:

c - hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, được xác định như sau:

+ Đối với cọc đóng có cạnh cọc từ 250 mm đến 800 mm thì lấy c = 1,0

+ Đối với cọc khoan nhồi có mũi cọc tì lên lớp đất sét phủ có độ bão hòa Sr < 0,85 và trên đất hoàng thổ thì lấy c = 0,8 Trong các trường hợp khác thì lấy c = 1,0;

cq - hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, cq = 0,9 cho trường hợp mở rộng đáy cọc dùng phương pháp đổ bê tông dưới nước; khi có mở rộng đáy cọc bằng phương pháp nổ mìn thì lấy cq = 1,3; đối với các trường hợp khác cq = 1;

qp - cường độ chịu nén giới hạn của đất nền dưới mũi cọc (T/m2) tra bảng 7 của TCVN 10304:2014 (Phụ lục 5) Đối với cọc khoan nhồi thì lấy như sau:

+ Không mở rộng mũi: lấy bằng diện tích tiết diện ngang của cọc;

+ Có mở rộng mũi: lấy bằng diện tích tiết diện ngang lớn nhất của phần mở rộng; + Đối với cọc ống độn bê tông lòng và cọc ống có bịt mũi: lấy bằng diện tích mặt cắt ngang toàn bộ của ống;

Ap - diện tích tiết diện ngang của mũi cọc;

U - chu vi tiết diện ngang cọc, với cọc khoan nhồi lấy bằng chu vi lỗ khoan;

cf - hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc, phụ thuộc vào phương pháp tạo lỗ và điều kiện đổ bê tông ở bảng 5 của TCVN 10304:2014 (Phụ lục 5);

fi - là cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ “i” trên thân cọc, lấy theo bảng 3 của TCVN 10304:2014 (Phụ lục 5);

li - chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc

Trang 24

2.3.3 Tính toán sức chịu tải cọc theo cường độ đất nền

Sức chịu tải của cọc theo đất nền xác định đối với cọc chịu nén như sau:

Qa = γo

γn Rc,u

Rc,u - sức chịu tải trọng nén cực hạn;

Wc - trọng lượng bản thân cọc có kể đến hệ số độ tin cậy bằng 1,1;

γo - hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng nhất của nền đất khi sử dụng móng cọc, lấy bằng 1 đối với cọc đơn và lấy bằng 1,15 trong móng nhiều cọc;

γn là hệ số tin cậy về tầm quan trọng của công trình, lấy bằng 1,2; 1,15 và 1,1 tương ứng với tầm quan trọng của công trình cấp I, II và III theo phụ lục F của tiêu chuẩn 10304:2014 như sau:

+ Tầm quan trọng cấp I: các loại nhà và công trình mà sự hư hỏng của chúng có thể mang lại hậu quả nghiêm trọng về kinh tế, xã hội và sinh thái (bể chứa dầu và sản phẩm từ dầu dung tích 10000 m3 trở lên, đường ống dẫn chính, các nhà sản xuất có bước cột từ 100 m trở lên và các nhà và công trình thuộc loại có yêu cầu đặc biệt);

+ Tầm quan trọng cấp II: các loại nhà và công trình lớn: nhà ở, nhà công cộng, nhà sản xuất, nhà và công trình nông nghiệp;

+ Tầm quan trọng cấp III: các công trình mang tính thời vụ (nhà tạm, kho tàng không lớn, và các công trình tương tự)

γk là hệ số độ tin cậy theo đất xác định theo điều 7.1.11 của tiêu chuẩn 10304:2014 như sau:

a) Trường hợp cọc treo chịu tải trọng nén trong móng cọc đài thấp có đáy đài nằm trên lớp đất tốt, cọc chống chịu nén không kể đài thấp hay đài cao lấy k = 1,4 (1,2) Riêng trường hợp móng một cọc chịu nén dưới cột, nếu là cọc đóng hoặc ép chịu tải trên

600 kN, hoặc cọc khoan nhồi chịu tải trên 2500 kN thì lấy k = 1,6 (1,4);

b) Trường hợp cọc treo chịu tải trọng nén trong móng cọc đài cao, hoặc đài thấp

có đáy đài nằm trên lớp đất biến dạng lớn, cũng như cọc treo hay cọc chống chịu tải trọng kéo trong bất cứ trường hợp móng cọc đài cao hay đài thấp, trị số  k lấy phụ thuộc vào số lượng cọc trong móng như sau:

Móng có ít nhất 21 cọc ……… k = 1,40 (1,25);

Trang 25

Sức chịu tải trọng nén cưc hạn:

Rc,u = qbAb + u∑fili (kN) (2.9) Trong đó:

qb - cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc qp = k1Np;

k1 là hệ số, k1 = 40h/d ⩽ 400với cọc đóng/ép và k1=120 với cọc khoan nhồi

Ns,i là chỉ số SPT trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc;

Cu,i là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của lớp đất thứ i trên thân cọc cu,i

= 6,25Nc,i(kPa);

Nc,i là chỉ số SPT trong đất dính của lớp đất thứ i trên thân cọc

2.3.4 Tính toán sức chịu tải cọc theo SPT

Sức chịu tải cho phép của cọc theo công thức của viện kiến trúc Nhật Bản:

Rc,u = qbAb + u∑( fc,ilc,i + fs,ils,i ) (2.12) Trong đó:

qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, xác định như sau:

+ Khi mũi cọc nằm trong lớp đất rời qb = 300Np cho cọc đóng/ép và qb = 150Np

cho cọc khoan nhồi;

+ Khi mũi cọc nằm trong lớp đất dính qb = 9cu cho cọc đóng/ép và qb = 6cu cho cọc khoan nhồi;

Trang 26

fs,i là cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ i, fs,i

ls,i là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ i;

lc,i là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ i;

Np: Đối với các loại đất cát, nếu trị số Np > 50 thì chỉ lấy Np = 50, nếu trị số Ns,i >

50 thì lấy Ns,i = 50;

Đối với nền đá hoặc cuội sỏi trạng thái chặt, khi Np > 100 thì lấy qb = 20MPa cho cọc đóng/ép và cọc khoan nhồi có biện pháp làm sạch mũi cọc tin cậy và bơm vữa ximăng gia cường đất dưới mũi cọc

2.3.5 Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc

Sau khi tính toán SCT của cọc theo cả 4 phương pháp như trên, so sánh kết quả này với kết quả chạy phần mềm PBC 2015, khi đó SCT được chọn là giá trị nhỏ nhất trong 5 kết quả mà mình tính toán được

2.4 PHƯƠNG PHÁP DÙNG PHẦN MỀM PBC 2015

PBC 2015 của kỹ sư Hồ Việt Hùng - Thạc sĩ kỹ thuật - Đại học Xây dựng Hà Nội (2010); Kỹ sư xây dựng, chuyên ngành Xây dựng dân dụng & Công nghiệp - Đại học Xây dựng Hà Nội (2007) được xây dựng là phần mềm tính toán sức chịu tải của cọcvới tính năng khai báo số liệu đơn giản nhanh gọn Phần mềm tính sức chịu tải của cọc cập nhật theo TCVN 10304:2014

PBC xác định sức chịu tải theo đất nền và theo vật liệu cho các loại cọc sau:

 Cọc khoan nhồi

 Cọc Barret các loại tiết diện: chữ I, chữ T, và chữ H

Cách thức tính và sử dụng phần mềm: nhập các thông số theo yêu cầu của phần mềm, cụ thể là các kết quả từ bảng chỉ tiêu cơ lý tính toán được thông qua thí nghiệm trong phòng Sau khi nhập đủ, phần mềm sẽ chạy và đưa ra kết quả sức chịu tải của cọc theo vật liệu và theo đất nền

Trang 27

Khai báo dữ liệu:

+ Dữ liệu đầu vào: tùy vào mỗi lớp đất, các thông số cần nhập vào như:

 Khai báo các lớp đất đá (tên các lớp đất, trạng thái đất, khối lượng thể tích (𝛾w), khối lượng riêng (∇), hệ số rỗng (e), độ sệt (B));

 Khai báo các trụ địa chất (các hố khoan lấy mẫu, độ sâu và chỉ số SPT ừng với mỗi lớp);

 Khai báo các loại cọc dùng cho công trình (cọc khoan nhồi: đường kính, chiều dài cọc, đường kính thép, số thanh thép phải dùng);

+ Dữ liệu đầu ra: kết quả tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu (theo tra bảng, không tính theo công thức Nhật Bản);

Hình 2.3 Bảng khai báo dữ liệu các lớp đất khu vực nghiên cứu

Trang 28

Hình 2.4 Bảng khai báo dữ liệu các trụ địa chất HK 1

Trang 29

Trang 30

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Căn cứ kết quả khảo sát địa chất công trình của dự án bao gồm việc khoan khảo sát địa chất, thu thập các thông tin về đặc điểm địa chất công trình, địa kỹ thuật, địa chất thủy văn, các thí nghiệm đất tại hiện trường, thí nghiệm mẫu đất, đá và nước dưới đất trong phòng, một số kết luận và kiến nghị về điều kiện địa chất công trình Cao ốc Lương

Thế Vinh, số 04 đường Lương Thế vinh, phường Tân Thới Hòa, quận tân Phú, TP Hồ

Chí Minh được sinh viên xem xét và đánh giá

3.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN

3.1.1 Kết quả quan trắc mực nước ngầm

Kết quả quan trắc mực nước ngầm 24 giờ sau khi kết thúc hố khoan thể hiện ở bảng sau:

Bảng 3.1 Kết quả quan trắc mực nước ngầm

Nhận xét: kết quả quan trắc cho thấy mực nước ngầm phân bố rất gần bề mặt đất

tự nhiên, khoảng 1.2m và có khả năng liên quan nước mặt Mực nước này có ảnh hưởng đến công tác thi công nền móng và các công trình ngầm

3.1.2 Đặc điểm các tầng chứa nước

Trong phạm vi khảo sát, khu vực nghiên cứu được phân chia thành 2 tầng như sau:

(1)Tầng chứa nước trên: Tầng chứa nước này tồn tại trong các lớp đất số 2, 3, 4

và 5, gồm các lớp đất cát mịn lẫn sét bột (SC – SM), cát mịn lẫn sét (SC) và cát mịn lẫn bột (SM), mật độ chặt kém đến chặt vừa, phân bố từ độ sâu 7.0m đến 41.2m/41.4m, bề dày trung bình 34m Đây là tầng chưa nước giới hạn, thuộc tầng nước có áp nhẹ với lưu lượng và hệ số thấm trung bình

Trang 31

(2)Tầng chứa nước dưới: Tầng chứa nước này tồn tại trong các lớp đất số 8 – Cát mịn lẫn sét bột (SC – SM) mật độ chặt – rất chặt, phân bố từ độ sâu 54.7m/57.0m đến lớn hơn 60m, bề dày chưa xác định Đây là tầng chứa nước giới hạn, thuộc tầng nước

có áp với lưu lượng và hệ số thấm lớn

Hai tầng chứa nước này ngăn cách bởi lớp đất sét dẻo số 6 và 7 (Bảng 3.3)

3.1.3 Đánh giá mức độ ăn mòn vật liệu của NDĐ

Kết quả thí nghiệm phân tích thành phần hóa của 4 mẫu nước dưới đất lấy trong các hố khoan và đánh giá ăn mòn theo tiêu chuẩn TCVN 3994:1985 trình bày ở bảng sau:

Bảng 3.2 Kết quả phân tích hóa nước dưới đất

Xâm thực yếu

Xâm thực yếu Ghi chú: (*) Số liệu đối với môi trường xâm thực yếu (1a)

Nguồn: Báo cáo khảo sát địa chất công trình cao ốc Lương Thế Vinh

Nhận xét: nước dưới đất có tính xâm thực yếu (ăn mòn yếu) đối với kết cấu bê tông và kim loại

Các lớp đất đá được thể hiện qua mặt cắt địa chất [Phụ lục 2]

3.2 ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

3.2.1 Các yếu tố địa chất tự nhiên

Điều kiện địa chất công trình là tổng hợp các yếu tố địa chất tự nhiên ảnh hưởng

đến công tác thiết kế, xây dựng và sử dụng công trình

 Yếu tố địa hình – địa mạo

Đặc điểm địa hình địa mạo ảnh hưởng rất lớn đến mặt bằng bố trí xây dựng công trình, đến chọn vị trí tuyến đường cũng như vị trí đập chắn nước của các công trình thủy lợi

Trang 32

Khu vực khảo sát nằm gần ngã 3 đường Lương Thế Vinh và Lũy Bán Ích, phường Tân Thới Hòa, quận Tân Phú, TP.Hồ Chí Minh, thuộc khu vực có cao độ địa hình trung

bình, điều kiện giao thông thuận lợi, mật độ dân cư trung bình

(xem phụ lục 1: Mặt bằng bố trí hố khoan khảo sát địa chất)

 Yếu tố địa tầng và tính chất cơ lý của các loại đất đá

Căn cứ kết quả khảo sát, cấu trúc địa chất cơ bản từ trên xuống dưới được phân chia thành các lớp đất ( đơn nguyên địa chất công trình) với các đặc trưng cơ lý được

trình bày ở bảng sau:

Phần đất san lấp nền gồm bê tông, đá 4.6cm, cát phân bố từ mặt đất hiện tại đến

độ sâu 1,2m

Bảng 3.3 Bảng phân chia các lớp đất theo thứ tự các lớp đất từ trên xuống dưới

khu vực xây dựng công trình

TT Số hiệu lớp và tên đất

Độ sâu phân

bố

Bề dày (m)

Đặc trưng

cơ lý

Điều kiện địa chất công trình

Ít thuận lợi

3 Lớp 3 – Cát mịn lẫn sét bột

(SC – SM), mật độ chặt vừa 10.7 14.0 3.4

Trung bình Thuận lợi

4 Lớp 4 – Cát mịn lẫn bột

(SM), mật độ chặt vừa 12.8 26.5 13.0

Trung bình Thuận lợi

5 Lớp 5 – Cát mịn lẫn sét bột

(SC – SM), mật độ chặt vừa 26.5 41.3 13.5

Trung bình – tốt Thuận lợi

Trang 33

 Yếu tố cấu tạo địa chất và đặc điểm kiến tạo

Yếu tố cấu tạo địa chất có thể làm thúc đẩy sự phát triển của một số quá trình và hiện tượng địa chất động lực công trình như: phong hóa, trượt, cacxtơ,…Đặc điểm cấu tạo địa chất taih khu vực không ảnh hưởng đến độ ổn định của các bờ dốc, sườn dốc, không gây mất ổn định cho các công trình đập chắn nước cũng như gây thấm mất nước

từ hồ chứa

 Yếu tố địa chất thủy văn trong các điều kiện địa chất công trình

Trong phạm vi khảo sát, khu vực nghiên cứu được phân chia thành 2 tầng: tầng chứa nước trên và tầng chứa nước dưới

Kết quả quan trắc cho thấy mực nước ngầm phân bố rất gần bề mặt đất tự nhiên, khoảng 1.2m và có khả năng liên quan nước mặt Mực nước này có ảnh hưởng đến công tác thi công nền móng và các công trình ngầm

Kết quả thí nghiệm phân tích thành phần hóa của 4 mẫu nước dưới đất được trình bày ở bảng 3.2 cho thấy nước dưới đất có tính xâm thực yếu (ăn mòn yếu) đối với kết cấu bê tông và kim loại

 Yếu tố về các quá trình và hiện tượng địa chất động lực công trình

Hoạt động của các quá trình và hiện tượng địa chất động lực công trình có thể làm thay đổi thành phần và tính chất của đất đá, gây mất ổn định cho công trình và gây thấm mất nước của hồ chứa Tuy nhiên, tại khu vực nghiên cứu, đất đá được đánh giá

có các đặc trưng cơ lý từ trung bình đến tốt và rất tốt, có điều kiện địa chất công trình thuận lợi.Vì thế sẽ không xảy ra hiện tượng địa chất công trình nào khi thi công xây dựng công trình

Trang 34

3.2.2 Đặc điểm địa tầng các lớp đất

Công trình được xây dựng trên vùng đất bao gồm 8 lớp đất Thứ tự các lớp đất từ trên xuống dưới được thể hiện trong hình sau:

Hình 3.1 Mặt cắt địa chất các lớp đất đá tại khu vực nghiên cứu

(Xem chi tiết tại phụ lục 2: các hình trụ hố khoan và phụ lục 3: Mặt cắt địa kỹ thuật)

Trang 35

 Phần đất san lấp (ký hiệu SL) gặp ở tất cả các hố khoan với bề dày trung

bình 1,2m, thành phần chủ yếu là bê tông lẫn đá dăm 4.6cm, cát,

 Lớp 1 – Sét dẻo lẫn nhiều cát mịn (CL), trạng thái dẻo cứng

Lớp gặp ở tất cả các hố khoan với bề dày trung bình Thành phần thạch học chủ yếu là sét bột lẫn nhiều cát mịn, màu nâu đỏ, xám xanh

Sức kháng xuyên tiêu chuẩn N thay đổi từ 5 đến 11, trung bình = 8

Đất có tính chất cơ lý trung bình đến tốt, độ sâu phân bố và bề dày lớp trình bày

Đất có tính chất cơ lý trung bình, độ sâu phân bố và bề dày lớp trình bày ở bảng sau:

Bảng 3.5 Độ sâu phân bố và bề dày lớp 2

Trang 36

Đất có tính chất cơ lý trung bình, độ sâu phân bố và bề dày lớp trình bày ở bảng sau:

Ghi chú: Bề dày lớp không tính đến bề dày thấu kính 4a

Thấu kính 4a: cát mịn lẫn sét bột (SC – SM), màu xám vàng, xám trắng, mật độ

chặt vừa Thấu kính chỉ gặp ở hố khoan HK2 từ độ sâu 17.0m đến 19.0m, bề dày 2.0m, đất có thành phần chủ yếu là cát mịn lẫn sét, bột

Sức kháng xuyên tiêu chuẩn N = 15

 Lớp 5 – Cát mịn lẫn sét bột ( SC - SM), mật độ chặt vừa

Lớp gặp ở tất cả các hố khoan với bề dày khá lớn Thành phần thạch học chủ yếu

là cát mịn lẫn sét, bột, màu xám hồng, nâu vàng

ở bảng sau:

Trang 37

Đất có tính chất cơ lý tốt, độ sâu phân bố và bề dày lớp trình bày ở bảng sau:

 Lớp 7 – Sét dẻo lẫn nhiều cát mịn ( SL), trạng thái nửa cứng

Lớp chỉ gặp ở 2 các hố khoan HK1 Và HK3 với bề dày khá mỏng Thành phần thạch học chủ yếu là cát mịn lẫn sét, bột lẫn cát mịn, màu xám vàng, xám xanh

Đất có tính chất cơ lý tốt, độ sâu phân bố và bề dày lớp trình bày ở bảng sau:

Trang 38

 Lớp 8 – Cát mịn lẫn sét bột (SC – SM), mật độ chặt – rất chặt

lớp gặp ở tất cả các hố khoan với bề dày và đáy lớp chưa xác định Thành phần thạch học chủ yếu là cát mịn lẫn sét, bột, màu xám vàng, nâu vàng

Đất có tính chất cơ lý rất tốt, độ sâu phân bố và bề dày lớp trình bày ở bảng sau:

3.2.3 Đặc điểm tính chất cơ lý đất đá khu vực công trình nghiên cứu

Từ kết quả các chỉ tiêu cơ lý của đất đá trong bảng dưới đây, nhận thấy các lớp đất đá có tính chất cơ lý từ trung bình đến tốt và rất tốt, khá thuận lợi khi xây dựng công trình, khả năng chịu tải công trình lớn, móng sâu nên đặt vào lớp thứ 6 của đất

Định dạng
Số trang	77
Dung lượng	5,49 MB