Nghiên cứu xây dựng công trình nhà từ 3 đến 6 tầng trên vùng đất yếu vùng nhà bè quận 7 bằng giải pháp cừ tràm kết hợp với cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ(=20cmx20cm)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LÊ HOÀNG NGUYÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NHÀ TỪ 3 ĐẾN 6 TẦNG

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Chuyên Ngành :CÔNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU

Mã Số Ngành :31.10.02

TP.HỒ CHÍ MINH THÁNG 11 NĂM 2001

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LÊ HOÀNG NGUYÊN

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NHÀ TỪ 3 ĐẾN 6 TẦNG TRÊN NỀN ĐẤT YẾU VÙNG NHÀ BÈ-QUẬN 7 BẰNG GIẢI PHÁP CỪ TRÀM KẾT HỢP VỚI CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP

TIẾT DIỆN NHỎ (≤ 20cm x 20 cm)

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU

MÃ SỐ NGÀNH: 31.10.02

LUẬN ÁN CAO HỌC

TP.HỒ CHÍ MINH THÁNG 5 NĂM 2002

Trang 3

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: GS.TSKH Lê Bá Lương

Cán bộ chấm nhận xét 1: GS.TSKH.Nguyễn Văn Thơ

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Cao Văn Triệu

Luận án Cao học được bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN ÁN CAO HỌC Trường Đại Học Bách Khoa -Đại Học Quốc Gia TP.Hồ Chí Minh, vào hồi 08 giờ, ngày 07 tháng 06 năm

2002

Có thể tìm hiểu Luận án tại: Thư viện Cao học Trường Đại Học Bách Khoa-Đại Học Quốc Gia TP.Hồ Chí Minh

Trang 4

Luận Aùn Cao Học Khoá 10-Lê Hoàng Nguyên

- 1 -

LỜI CẢM TẠ

Em xin thành thật cảm ơn:

Thầy, Cô và cán bộ công nhân viên Trường Đại Học Bách Khoa đã dạy và tạo điều kiện

cho việc học tập

Thầy, Cô trong Phòng Quản Lý Khoa Học & Đào Tạo Sau Đại Học Trường Đại Học

Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh

Thầy, Cô đã giảng dạy trong suốt thời gian học tập

Thầy Lê Bá Lương đã nhiệt tình hướng dẫn để hoàn thành Luận Án Cao Học

Thầy Cao Văn Triệu và Thầy Nguyễn Văn Thơ đã góp ý kiến dạy bảo trong quá trình

hoàn thành Luận Án Cao Học

Ban Giám Đốc Công Ty Dịch Vụ Công Ích Nhà Bè đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi

tham gia học tập nâng cao trình độ chuyên môn

Các cơ quan đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thu thập số liệu nghiên cứu

Các Anh, Chị, các Bạn đã đóng góp ý kiến trong quá trình học tập và hoàn thành Luận

Án Cao Học

Ngày 12 tháng 04 năm 2002

Học viên

Lê Hoàng Nguyên

Trang 5

- 2 -

TÓM TẮT LUẬN ÁN CAO HỌC

Nhiệm vụ nghiên cứu của Luận án là:

Nghiên cứu xây dựng công trình nhà từ 3 đến 6 tầng trên nền đất yếu vùng Nhà Bè-Quận 7 bằng giải pháp cừ tràm kết hợp với cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ (20cm x

20cm)

Để thực hiện nhiệm vụ nêu trên, phương pháp được nghiên cứu trong luận án là:

Nghiên cứu lý thuyết:

Tổng quan những kết quả nghiên cứu đã có của các tác giả ở trong nước cũng như ở nước ngoài, trên cơ sở đó chọn những vấn đề chính cần tiếp tục nghiên cứu,

Nghiên cứu thu thập các số liệu địa chất công trình vùng Nhà Bè Quận 7, từ đó phát họa đề nghị một đoạn chiều sâu mặt cắt dọc địa chất vùng Nhà Bè -Quận 7 và mối

quan hệ giữa các chỉ tiêu cơ lý,

Nghiên cứu các nguyên lý tính toán móng trên nền cừ tràm và các nguyên lý tính toán móng trên cọc bê tông cốt thép, từ đó đề nghị nguyên lý tính toán móng trên nền

cọc bê tông kết hợp với cừ tràm

Aùp dụng vào thực tế:

Lựa chọn giải pháp nền móng áp dụng tính toán cho một công trình cụ thể,

Chọn kết quả thí nghiệm hiện trường của các công trình gần tương tự để đối chiếu với kết quả lý thuyết tính toán

Những đóng góp mới của luận án:

Luận án đã nêu lên được lịch sử phát triển địa chất khu vực nghiên cứu và cụ thể các đặc trưng cơ lý nhiều hố khoan khảo sát địa chất vùng nghiên cứu

Luận án đã phân tích được tính ưu điểm, khuyết điểm các giải pháp bố trí móng hợp lý cho công trình

Luận án đã thiết lập được mối quan hệ giữa hệ số rỗng của đất với mật độ đóng cừ tràm và với mật độ đóng cọc bê tông cốt thép,

Luận án đã tìm được công thức tính lực dính c theo sự thay đổi hệ số rỗng và độ ẩm của đất nền

Luận án đã nêu lên được công thức chung tính sức chịu tải của nền móng cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ phối hợp với cừ tràm.

Trang 6

- 3 -

ABSTRACT OF THESIS

The thesis's Duty of study:

To study construction buildings from three to storied-six on the Nha Be-Quan 7 region

soft ground foundation by Cajuput-tree combining (20cm x20cm) small section reinforced

concrete-pile solution

To carry out above duty, the menthods was studied in the thesis such as:

To study theories:

General of the studied results in the home-county or foreign country so,

on that foundation choosing the exit problem to continous studying,

Studying, collecting dates of Nha Be-Quan 7 engineering geology Those from, drawing one of the depths soil cross section and relation between these physical and

mechanical properties,

Studying-calculating principles about foundation on Cajuput-tree ground and foundation on small section reinforced concrete-pile ground Those from, propose

foundation calculating principles about foundation on Cajuput-tree combining (20cm x 20cm)

small section reinforced concrete-pile ground

These new was contributed by thesis:

Thesis raised engineering geology developing history and concrete physical and mechanical properties of engineering geology investigate drill holes in studied region,

Thesis analysed advantages and weaknesses for suit foundation arraging solutions to construction,

Thesis set up the relation bettwen soil empty coefficient and cajuput driving density and pile driving density,

Thesis found the formula of calculating about sticky force following changing of soil empty coefficient and wet,

Thesis found the general formula of Cajuput-tree combining (20cm x 20cm) small section reinforced concrete-pile foundation load standing calculating.

Trang 7

Luận Aùn Cao Học Khoá 10-Lê Hoàng Nguyên Mục lục

- 4 -

MỤC LỤC

Trang

CHƯƠNG 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu ở trong và ngoài nước

về vấn đề xử lý nền đất yếu bằng cừ tràm kết hợp với cọc bê tông cốt thép

tiết diện nhỏ ([20cm x 20cm)cho công trình nhà từ 3 đến 6 tầng

7 1.1/Một số kết quả nghiên cứu về vấn đề xử lý nền đất yếu bằng

cừ tràm kết hợp với cọc bê tông cốt thép diện nhỏ ([20cm x 20cm) cho

công trình nhà từ 3 đến 6 tầng 8

1.2/Xác lập nhiệm vụ nghiên cứu 9

CHƯƠNG 2:Nghiên cứu quá trình thành tạo đất yếu ở khu vực

2.1/Lịch sử phát triển địa chất 16

2.5/ Tài liệu địa chất thiết kế 21

2.6/ Nhận xét-kết luận 24

CHƯƠNG 3: Nghiên cứu giải pháp cấu tạo để xử lý nền đất yếu

bằng cừ tràm phối hợp với cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ ([20cm x

20cm) cho công trình nhà từ 3 đến 6 tầng 25

3.1-Cấu tạo kiến trúc 26

3.2-Cấu tạo kết cấu 27

3.3-Giải pháp nền móng của công trình nhà từ 3 đến 6 tầng trong

điều kiện đất yếu ở vùng Nhà Bè-Quận 7 28

3.4-Nhận xét-kết luận 31

CHƯƠNG 4: Nghiên cứu tính giải pháp toán công trình nhà từ 3

đến 6 tầng trên nền cừ tràm phối hợp với cọc bê tông cốt thép tiết diện

Trang 8

Luận Aùn Cao Học Khoá 10-Lê Hoàng Nguyên Mục lục

- 5 -

4.1-Nghiên cứu giải pháp tính toán nhà trên nền cừ tràm 33

4.2- Nghiên cứu giải pháp tính nhà trên nền cọc bê tông cốt thép

tiết diện nhỏ 20cm x 20cm 40

4.3-Các tải trọng tác dụng lên 1 cọc trong nhóm 43

4.4- Nghiên cứu giải pháp tính toán nhà trên nền cừ tràm phối hợp

với cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ ([20cm x 20cm) 44

CHƯƠNG 5: Nghiên cứu tính toán ứng dụng cho 1 công trình nhà

cụ thể 6 tầng trên nền cừ tràm phối hợp với cọc bê tông cốt thép tiết diện

nhỏ ([20cm x 20cm) ở vùng Nhà Bè-Quận 7 thành phố Hồ Chí Minh 52

5.1-Kiến trúc công trình 53

5.2-Tổng tải tác dụng lên móng 54

5.3-Bảng tính áp lực truyền lên móng 55

5.4-Xác định số lượng cọc bố trí trong móng 55

5.5-Xác định độ lún móng cọc 57

5.6-Kiểm tra sức chịu tải cọc theo vật liệu 57

5.7-Kiểm tra xuyên thủng đài cọc 58

5.8- So sánh kết quả tính toán với kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc

các công trình gần tương tự trong khu vực nhà bè-quận 7 58

CHƯƠNG 6:Các nhận xét, kết luận và kiến nghị các

6.1-Nhận xét và kết luận kết quả đã nghiên cứu của đề tài 62

6.2-Kiến nghị và hướng nghiên cứu tiếp 63

Trang 9

Luận Aùn Cao Học Khoá 10-Lê Hoàng Nguyên Chương: 1

- 6 -

PHẦN I TỔNG QUAN

Trang 10

- 7 -

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở TRONG VÀ

NGOÀI NƯỚC VỀ VẤN ĐỀ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG

CỪ TRÀM KẾT HỢP VỚI CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP TIẾT

DIỆN NHỎ (≤ 20cmx20 cm) CHO CÔNG TRÌNH NHÀ TỪ

3 ĐẾN 6 TẦNG

Trang 11

- 8 -

1.1 MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ VẤN ĐỀ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU

BẰNG CỪ TRÀM KẾT HỢP VỚI CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP TIẾT DIỆN NHỎ (≤

20cmx20 cm) CHO CÔNG TRÌNH NHÀ TỪ 3 ĐẾN 6 TẦNG [1-25]

Trong hơn 10 năm qua, nhiều công nghệ xử lý nền đất yếu phục vụ cho việc xây dựng

các loại công trình Dân dụng, Công nghiệp, Giao thông và Thủy lợi đã được sử dụng Một số

phương pháp chính có hiệu quả là:

Cọc đất vôi, đất xi măng: Cọc được thi công bằng cách trộn vôi hoặc xi măng với đất tại chổ và tạo được các cọc có cường độ thấp với đường kính 50cm, đạt chiều

sâu 10m-25m Đây là công nghệ được áp dụng thành công cho một số các công trình xây dựng

trên nền đất yếu

Bản nhựa thoát nước thẳng đứng: Cho phép giảm bớt thời gian cố kết đất nền, thích hợp sử dụng để xây nền đường, đất đắp Nước thoát ra theo các băng nhựa dưới

áp lực của đất đắp gia tải hoặc tạo chân không (Ví dụ công trình Nhà Máy Điện Hiệp Phước

Nhà Bè) Tiêu chuẩn xây dựng TCXD 245-2000 qui định những nguyên tắc cơ bản về khảo

sát, thiết kế, thi công và nghiệm thu việc gia cố nền đất yếu bằng bấc thấm thoát nước của

Nhà nước ta cũng đã được ban hành

Vải địa kỹ thuật: Cho phép phân bố ứng suất đều trên nền đất yếu, thoát nước tốt hơn dưới nền đường, chống xói mòn, tăng khả năng chịu kéo và ngăn ngừa lớp bùn

yếu vào nền đất đắp Công nghệ này đã và đang được áp dụng cho các công trình giao thông

và một số công trình thủy lợi

Trụ vật liệu rời, cọc cát: Các loại cọc được chế tạo bằng búa rung, thay thế đất yếu bởi các trụ vật liệu cát, đá cho phép tăng cường độ của nền và giảm độ lún

Các loại móng đóng cọc bê tông cốt thép, cọc khoan nhồi cho phép mang các tải trọng lớn, trên diện tích nhỏ và được sử dụng để làm móng các nhà cao tầng

trong thành phố hoặc móng cầu lớn…

Cọc Bê tông cốt thép tiết diện nhỏ thi công bằng đóng hoặc ép là một giải pháp móng thích hợp cho phép xây dựng xen kẽ các nhà cao tầng trong thành phố, cứu

chữa các công trình bị hư hỏng do nghiên lún và làm móng cho các công trình nhỏ ở đồng

bằng sông Cửu long Hơn 10 năm qua cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ được thi công bằng

công nghệ đóng, rung, ép đã được phát triển sáng tạo ở Việt nam để phục vụ cho việc xây

dựng các loại công trình xen kẽ đến 10 tầng trong thành phố Đề tài và dự án về móng cọc tiết

diện nhỏ đã được áp dụng thành công, tiêu chuẩn thiết kế-thi công và nghiệm thu TCXD 189

và 190-1996 đã được ban hành Ưu điểm của loại cọc này là:

Năng lượng thi công đóng, ép cọc tiết diện nhỏ được sử dụng hợp lý, giảm tiếng ồn và rung động đến công trình lân cận

Công nghệ hiện nay cho phép thi công đóng, ép cọc tiết diện nhỏ đạt sức chịu tải cho phép từ 20 đến 30 tấn

Giếng cát: Hệ thống giếng cát được dùng để tăng nhanh quá trình cố kết của đất yếu cho nhiều loại công trình ở Việt nam (ví dụ Nhà Máy Đường Khánh Hội-Quận 4)

Hệ thống giếng cát có tác dụng:

Trang 12

- 9 -

Khi trong nền đất yếu có hệ thống giếng cát, thì nước từ đất sẽ bị ép thoát ra ngoài chủ yếu theo phương ngang vì građient thủy lực theo phương ngang lớn hơn

10 lần građient thủy lực theo phương đứng

Rút ngắn rất nhiều chiều dài đường thấm thoát nước ra khỏi đất yếu

Hai tác dụng trên dẫn tới 2 kết quả: Làm tăng các đặc trưng khả năng chịu tải (lực dính c và góc ma sát ϕ) của đất yếu và làm tăng tốc độ lún của nền đất yếu

trước khi xây dựng công trình thông qua việc gia tải trước

Cừ tràm: Được sử dụng rộng rải các tỉnh miền nam Việt nam đã được nghiên cứu và áp dụng thành công để gia cố nền đất yếu cho các công trình nhà dưới 3 tầng

và có tải trọng truyền xuống móng ≤ 0,8 Kg/cm2

Đề tài nghiên cứu tiết diện cọc hợp lý đang được các tác giả trong nước nghiên cứu

1.2 XÁC LẬP NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

Vấn đề còn tồn tại chưa được nghiên cứu là sự kết hợp các cừ tràm với cọc

bê tông cốt thép tiết diện nhỏ xử lý nền đất yếu để xây dựng công trình nhà cao tầng

1.2.1-Nhận định chung:

Công việc xây dựng công trình trên vùng Nhà Bè-Quận 7 đang phát triển mạnh Bên

cạnh việc qui hoạch kiến trúc bên trên, thì việc xác định giải pháp nền móng hợp lý bên dưới

cũng không kém phần quan trọng vì công việc đó sẽ phần lớn quyết định giá thành của công

trình, bởi vì đặc điểm địa chất vùng này có lớp đất yếu bùn sét trạng thái dẻo-chảy đến dẻo

mềm bên trên dầy từ 14m đến 38m

Nhà Bè-Quận 7 là vùng đất phía nam trung tâm Thành phố Hồ Chí Minh, nằm trong

khu vực đất yếu, việc xây dựng công trình nhà cao tầng trên vùng này còn hiếm, phần lớn các

công trình thấp hơn 3 tầng được xử lý nền móng bằng cừ tràm, còn lại các công trình cao hơn

3 tầng đều xây trên nền cọc bê tông cốt thép

Mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên khoảng 1,2m, thích hợp cho việc gia cố nền

móng bằng cừ tràm

Hiện nay các công trình được xử lý nền móng đơn phương hoặc là được gia cố bằng cừ

tràm đối với tải trọng nhỏ, hoặc là được gia cố bằng cọc bê tông cốt thép đối với tải trọng lớn

Về mặt kinh tế thì gia cố bằng cừ tràm ít tốn hơn (chỉ bằng khoảng 1/3 giá thành) cho

cùng một tải trọng nhỏ so với dùng cọc bê tông cốt thép dạng treo, và việc thi công cũng đơn

giản hơn nhiều, nhưng ngược lại thì không áp dụng được cho tải trọng lớn hơn 8 tấn/m2 (theo

đề nghị của các hội thảo khoa học).Đây là vấn đề đáng quan tâm

Hiện nay chưa có tác giả nào trong và ngoài nước nghiên cứu thiết kế xử lý nền đất

yếu bằng cừ tràm kết hợp với cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ (≤ 20cm x 20 cm) cho công

trình nhà cao tầng

Vì những lý do nêu trên, Luận án đề cập đến đề tài: Nghiên Cứu Xây Dựng Công

Trình Nhà Từ 3-6 Tầng Trên Nền Đất Yếu Vùng Nhà Bè-Quận 7 Bằng Giải Pháp Cừ Tràm

Kết Hợp Với Cọc Bê Tông Cốt Thép Tiết Diện Nhỏ ( ≤ 20cm X 20 Cm)

Trang 13

- 10 -

Với ý muốn nghiên cứu tận dụng hết sức chịu tải của đất yếu cùng làm việc với cừ

tràm 8Tấn/m2 Phần tải trọng của công trình còn lại do cọc bê tông cốt thép tiếp thu truyền

xuống lớp đất phía dưới chân cừ tràm Như vậy sẽ kinh tế hơn là chỉ sử dụng đơn thuần cọc bê

tông cốt thép

Vấn đề sử dụng cọc bê tông cốt thép cũng được dùng phổ biến trên công trường xây

dựng nhà cao tầng trong thành phố để xử lý các khu vực có chiều dầy lớp đất yếu lớn Nhìn

chung các cọc bê tông cốt thép đều được đóng chống xuống tầng đất chịu lực tốt Nhưng ở đây

tác giả đề cập đến phương án thiết kế cọc ma sát bê tông cốt thép tiết diện 20cm x 20cm để

xử lý nền đất yếu Hiện nay việc tính toán sức chịu tải của cọc ma sát được tính theo công

thức (trích công thức (5-9) trang 226 -Những phương pháp xây dựng công trình trên nền đất

yếu):

Qc =Km(Rtc x Fc +u x Σmf x ftci x lI )

trong đó:

K-hệ số đồng nhất lấy bằng 0,7

m-hệ số điều kiện làm việc thường lấy bằng 1

Rtc-sức chống tiêu chuẩn của nền đất dưới mũi cọc

ftci-lực ma sát tiêu chuẩn của lớp đất thứ i với mặt hông cọc

Fc,u-diện tích tiết diện ngang và chu vi của cọc

mf-Hệ số điều kiện làm việc của cọc

Và trong TCXD-205-1998 : Móng cọc-tiêu chuẩn thiết kế- cũng có công thức chung xác định

sức chịu tải cho phép của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền:

Qa = Qs/FSs + Qp/FSp

Qs = As x fs -thành phần ma sát bên

Qp = Ap x qp -thành phần sức chống dưới mũi cọc

FSs = 1,5-2 -hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên

FSp = 2-3 -hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc

As -diện tích xung quanh mặt bên cọc

Ap -tiết diện ngang mũi cọc

qp-cường độ chịu tải của nền đất dưới mũi cọc

fs-lực ma sát của lớp đất thứ i với mặt hông cọc

Các công thức trên đều không kể đến sự làm việc của đất sung quanh cọc cùng chịu tải

đồng thời với cọc bê tông cốt thép

Vì vậy, vấn đề đặt ra là cần nghiên cứu sức chịu tải của móng là bao gồm cả hai sức

chịu tải riêng của nền đất và của cọc bê tông cốt thép cùng làm việc đồng thời dưới đài móng

Nếu xét riêng cho móng cọc đài thấp thì sự làm việc đồng thời của đất và cọc dưới đáy

đài sẽ làm cho sức chịu tải của móng tăng lên, bởi vì đất yếu dưới đài khi chưa gia cố chịu

được tải trọng đến 3,4 tấn/m2 Điều này được chứng minh qua biểu thức tính khả năng chịu tải

Trang 14

- 11 -

của đất nền Rm với móng có bề rộng 1m, đặt sâu 1m trên vùng đất Phước Lộc-Nhà Bè có các

chỉ tiêu cơ lý đặc trưng sau:

-Dung trọng tự nhiên γ = 1,4T/m2

-Góc ma sát trong ϕ = 1055'

-Lực dính c = 0,54T/m2

Rm = m1 x m2 : ktc x (A x b x γ + B x h x γ0 + D x c)

= 1 x 1 : 1 x (0,03 x 1,4 x 1 + 1,12 x 1 x 1,4 + 3,32 x 0,54)

= 3,4 T/m2

Mà trên thực tế các công trình dân dụng đều sử dụng loại móng cọc đài thấp, ngoại trừ các

công trình xây dựng ven sông

Trong điều kiện xây dựng ở Việt Nam nói chung và ở vùng Nhà Bè -Quận 7 nói riêng,

việc sử dụng cọc bê tông cốt thép không kinh tế bằng sử dụng cọc tràm Xét riêng về cọc tràm

thì trong bài viết nghiên cứu các giải pháp nền móng hợp lý cho đất yếu ở đồng bằng sông

Cửu long của GS.TS.Lê Bá Lương đã nghiên cứu khả năng chịu tải tổng hợp của 1 cừ tràm

trong nền đất sét yếu và đã tổng kết rút ra một vài kết luận quan trọng về sử dụng cừ tràm có

hiệu quả tốt như sau:

Cừ tràm không chân: Nền đất yếu có chiều dầy lớn hơn 7m Trong trường hợp này chỉ

dùng cho công trình dân dụng từ 1 đến 2,5 tầng

Vậy thì vấn đề đặt ra là đối với công trình nhà từ 3 đến 6 tầng xây dựng trên nền đất

yếu có sử dụng cừ tràm không chân thì phải phối hợp thêm với cọc bê tông cốt thép là phương

án cần thiết phải được nghiên cứu để áp dụng vào thực tế Đây là vấn đề cốt lõi trong luận án

đề ra để giải quyết tìm sức chịu tải tổng hợp của nền đất yếu-cừ tràm không chân-cọc bê tông

cốt thép tiết diện 20cm x 20cm tựa trên nền sét dẻo mềm

1.2.2-Giải pháp đề nghị: cừ tràm phối hợp với cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ dưới đài móng:

Để tìm giải pháp bố trí vị trí cừ tràm và vị trí cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ dưới đáy móng, ta cần xem xét các lực tác dụng lên móng:

Tải trọng từ công trình truyền xuống đài cọc gồm 3 thành phần: Lực thẳng đứng Ntt, lực đẩy ngang Htt và mô men uốn Mtt Tải trọng này truyền xuống đáy đài (xét

móng cọc đài thấp) áp lực ptt (trích công thức trong sách Nền móng):

ptt max =N tt/Fđài + (Mtt + Htt * hđài) / Wđài

ptt min =N tt/Fđài - (Mtt + Htt * hđài) / Wđài Với Wđài =L * B2/6 là mô men kháng uốn của đài;

Trang 15

- 12 -

Fđài =B * L là diện tích đáy đài;

L,B,hđài:là chiều dài, chiều rộng và chiều cao đài

Aùp lực trung bình dưới đáy đài p0:

p0 = (ptt max + p tt min)/2 Lực trung bình tác dụng lên dáy đài Nct

Nct = p0 * Fđài

Theo nguyên lý cộng tác dụng lực và nguyên lý cân bằng lực, thì tổng phản lực đầu

cọc và đất nền bằng tổng tải trọng công trình Nct:

∑P1 + ∑q+∑R = Nct

Với: P1-phản lực đầu cọc bê tông

q-phản lực đầu cọc tràm R-phản lực đất nền

Theo nguyên tắc phân phối lực thì kết cấu nào có độ cứng lớn sẽ tiếp nhận lực lớn hơn

và kết cấu có độ cứng nhỏ sẽ tiếp nhận tải trọng nhỏ hơn

D16 a 150

M P

Q

N M p0

MĐTK

P1 P1

q+R

CÁC LỰC TRUYỀN LÊN MÓNG

Trang 16

- 13 -

Như vậy 1 cọc tràm sẽ tiếp nhận tải trọng nhỏ hơn 1 cọc bê tông cốt thép cùng đứng

dưới đáy đài

Giải pháp bố trí vị trí các cọc cần được thực hiện sau cho tải truyền lên các cọc được

đồng đều, do đó phải bố trí các cọc bê tông cốt thép đối xứng nhau qua tâm truyền tải trọng

công trình và các cọc tràm củng phải bố bố trí đối xứng nhau qua tâm truyền tải trọng công

trình:

+Phương án 1:

Ở dưới mỗi cột đều bố trí như nhau cùng mật độ cừ tràm và mật độ cọc bê tông

Nhưng tùy thuộc vào trị số tải trọng công trình Nct lớn hay nhỏ mà có chiều dài cọc bê

tông cốt thép tiết diện nhỏ khác nhau ở mỗi móng

Phương án này có số lượng cọc bê tông cốt thép nhiều và ngắn, nền đất dưới móng

tương đối đồng đều, sức chịu tải của cọc bê tông ở biên móng nhỏ hơn sức chịu tải của các cọc

nằm bên trong cừ tràm, các cọc ở vị trí tiếp giáp hai mép móng không tận dụng được hết lực

ma sát hông ở cạnh tiếp xúc 2 cọc và ứng suất của nền đất ở vị trí dưới mũi cọc lớn hơn các

cọc khác

Phương án 1: nền đất +cừ tràm và cọc bê tông cùng tiếp xúc với đáy đài tiếp nhận tải

trọng từ công trình truyền xuống

+Phương án 2:

Bố trí cùng một mật độ cừ tràm dưới toàn bộ mặt bằng công trình và ở dưới mỗi cột

tùy trị số tải trọng công trình Nct mà bố trí thêm các cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ nằm

bên trong vòng vây cừ tràm

Phương án 2 có ưu điểm hơn phương án 1 là sức chịu tải mặt bên của các cọc là như

nhau, số lượng cọc ít và dài hơn, vị trí cọc tập trung gần tâm truyền lực xuống móng tiếp nhận

tải trọng đồng đều hơn và trong trường hợp gần công trình có phụ tải lớn phát sinh ma sát âm

thì vòng vây cừ tràm sẽ phòng chống lực ma sát âm, các cọc bê tông sẽ không bị ảnh hưởng

thêm phụ tải ma sát âm đó

Sự khác nhau nổi bật ở phương án 2 là các cọc bê tông cốt thép nằm hoàn toàn bên

trong vòng vây cừ tràm

Phương án 2 thì nền đất +cừ tràm và cọc bê tông cũng cùng đồng thời tiếp xúc với đáy

đài tiếp nhận tải trọng từ công trình truyền xuống

Trang 17

- 14 -

PHẦN II NGHIÊN CỨU ĐI SÂU

PHÁT TRIỂN

Trang 18

- 15 -

CHƯƠNG 2

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH THÀNH TẠO ĐẤT YẾU

Ở KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Trang 19

- 16 -

2.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỊA CHẤT [11]

Do ảnh hưởng của chuyển động kiến tạo Cimeri vào cuối Triat, khu vực Nam Bộ được nâng lên Vùng chịu ảnh hưởng của trầm tích Lục nguyên để lại cuội kết Bửu Long,

Châu Thới Sau đó tới Đà lạt cũng như đồng bằng sông Cửu Long bắt đầu hạ xuống và được

tích tụ các trầm tích Lục nguyên tuổi Jura gồm bột kết, cát kết, phiến sét (Điệp La Ngà J2ln,

Điệp Long Bình J3-lb) Chiều dài của trầm tích Jura này gần 2.000m chứng tỏ chế độ biển lâu

dài vào giai đoạn này ở các tỉnh phía Nam

Bước sang giai đoạn Kainozoi, hầu như cả khu vực phía Nam đã đạt được ổn định tương đối, trong suốt khoảng thời gian từ cuối Kreta đến toàn bộ Paleogen, vùng nghiên

cứu tồn tại trong điều kiện lục địa là chủ yếu tạo nên sự gián đoạn của địa tầng lớn trong lãnh

thổ nghiên cứu

Sự hạ thấp tiếp theo của bề mặt địa hình lúc bấy giờ tạo điều kiện cho sự lắng đọng trầm tích các loại thuộc địa tầng Bình Trưng (N21bt), hệ tầng Nhà Bè (N1 2nb) và Điệp

Bà Miêu (N21bm), các hệ tầng này phân bố trên phạm vi khá rộng nhưng không liên tục,

không đều và không đồng loạt trên toàn khu vực nghiên cứu Mặt khác, sự gián đoạn giữa các

địa tầng Bình Trưng, Nhà Bè, Bà Miêu cũng nói lên qui luật chung của vùng là trong suốt

Neogen, hầu như lãnh thổ tồn tại trong điều kiện dưới mực đồng thời có hiện tượng nâng cục

bộ tạo ra bởi các chu kỳ chuyển động nâng ngắn hạn Có thể dẫn chứng điều này bằng sự có

mặt hiếm hoi và hạn chế của hệ tầng Bình Trưng

Như vậy trong suốt Neogen, trừ Mioxen sớm vắng mặt trong địa tầng, ta có đầy đủ đại biểu của chúng: Mioxen muộn (hệ tầng Bình Trưng), Pliocene sớm (hệ tầng Nhà Bè),

Pliocene muộn (Bà Miêu), giai đoạn này lãnh thổ dường như tồn tại trong cơ chế hồ, đầm,

vũng, vịnh (ven bờ) để chuyển dần sang vị trí của sông đến lục địa trong Pleixtocene với sự

hiện diện của các trầm tích sông và tam giác châu Pleixtocene sớm (tầng Trảng Bom),

Pleixtocene sớm giữa (tầng Thủ Đức), Pleixtocene muộn (tầng Củ Chi)

Từ Pleixtocene sớm đến muộn, khu vực phía Bắc của vùng nâng lên, biểu hiện bởi các phun trào bazan khắp Đông Nam Bộ Ngược lại vùng nghiên cứu tiếp tục chìm xuống

mở đường cho sự tích tụ của vật liệu hiện đại Holocene khá rộng rãi và đa dạng

Vào cuối Pleixtocene, cả khu vực nghiên cứu, đồng bằng sông Cửu Long, lục địa Campuchia trở thành một khối thống nhất, không còn chịu ảnh hưởng của biển mà được

nâng lên chịu tác dụng xâm thực, bóc mòn lục địa Điều này thể hiện rõ ở sự phong hoá

laterite và sự nghèo nàn các vết tích Pleixtocene Quá trình này còn tiếp diễn tới đầu

Holocene

Đầu Holocene giữa, biển bắt đầu tiến vào tạo chế độ trầm tích đầm lầy ven biển Biển tiến vào khu vực bằng các lạch triều (mà hiện nay vết tích của lạch triều cổ này là

hệ thống rạch rất phổ biến ở khu vực) Trầm tích trong giai đoạn này đã để lại lớp đất sét pha

đất bột màu xám xanh đen, xám đen có nhiều tàn tích thực vật chưa phân hủy hoàn toàn Tiếp

đó biển rút đi

Vào Holocene muộn Thời kỳ này khu vực trở lại tính chất đầm lầy ven biển có nhiều thực vật phát triển tạo nên lớp bùn sét màu nâu đen, đen do chứa nhiều hữu cơ

2.2/ ĐỊA TẦNG

Trang 20

- 17 -

Cột địa tầng tổng hợp của khu vực được tác giả Trương Minh Hoàng thống kê xây dựng theo thứ tự từ cổ đến trẻ như sau:

GIỚI HỆ THỐNG TẦNG Ký hiệu

địa tầng tầng, ký Cột địa

hiệu thạch học

Chiều dày (m)

Mô tả thạch học

KAIN

OZOI ĐỆ TỨ HOLOCE

NE

AmIV 3 3-4 Trầm tích hiện đại nguồn gốc sông biển hổn hợp

Thành phần là bùn sét màu xám đen chứa nhiều hữu cơ

Tầng Cần Giờ AmIV

1-2

cg 5-8 Trầm tích Holocene giữa trên nguồn gốc sông biển hổn hợp Thành phần sét, bụi màu xám đen

xanh chứa nhiều than bùn: cát hạt mịn

Tầng Bình Chánh

AmIV

1-2 bc

5-10 đến 20-

30

Trầm tích Holocene dưới giữa nguồn gốc sông biển hổn hợp Thành phần sét, bụi màu xám trắng, xám vàng, xám xanh chứa nhiều tàn tích hữu cơ Đôi chổ có những vỏ sò, hào biển, có các thấu kính cát bụi, cát pha màu xám đen xen kẹp

Tầng Củ Chi AIII

3 cc 10.-20 Trầm tích Pleixtoxen trên nguồn gốc sông Thành

phần gồm: Phần trên chủ yếu là cát bụi xen ít thấu kính sét bụi cao lanh, thấu kính sạn sỏi thạch anh: Phần dưới gồm cuội sỏi cát thạch anh xen ít thấu kính sét cao lanh, có nới có lớp sét bị phong hóa laterit

ĐỆ

TỨ Thủ Đức Tầng AII-III

3-4

tđ 5.-15 Trầm tích Pleixtoxen giữa trên nguồn gốc sông Thành phần gồm: Phần trên làø cát hạt nhỏ, hạt

bụi, thành phần là thạch anh có màu đỏ, xen ít thấu kính mỏng sét cao lanh: Phần dưới chủ yếu gồm cát, sạn, sạn laterit có màu đỏ, đỏ nâu, vàng nâu

PLEI

XTO

CENE

Tầng Trảng Bom

AI 3 tb 5.-15 Trầm tích Pleixtoxen dưới nguồn gốc sông

Thành phần gồm:Cuội , sạn, cát thạch anh có màu xám trắng, xen lẫn ít cao lanh

Trang 21

N 1 nb 70-90 Trầm tích Plioxen dưới nguồn gốc sông biển hổn

hợp Gồm các tập sét bụi phân lớp mỏng chứa phức hệ bào tử phấn hoa Polipodiaceac gen sp, lythocarpus sp, podocapus sp và phức hệ thực vật Palkergra bella Heer Trong các tập cuội sỏi có các thấu kính than nâu màu đen Bên dưới là cuội sỏi kết, sét kết xám trắng chứa vôi, chứa các di tảo nước mặn, bảo tồn kém Gryclotella Stylorum var

MIOC

ENE

Tầng Bình Trưng

N 2

1 bt 15-25 Trầm tích Miocene trên nguồn gốc sông biển hổn

hợp Thành phần gồm cuội sỏi, dăm kết màu lục:

cát bụi kết màu xám phân lớp mỏng chúa bào tử phấn hoa pinus sp, piacea sp, laris sp, gynkio sp

J 3 K 1 lb >350 Tập trên: gồm cát bụi kết, tuf màu nâu đỏ: đá

phiến sét phân d3i màu xám đen có chứa than và các di tích động thực vật: Pagrophyllum sp, Zamoles sp: tập dưới: gồm các đá andezitobasalt, andezite và tuf dăm kết, dung nham và vụn dung nham

JUR

A Tầng La Ngà J2ln 600-900 Các đá trầm tích lục nguyên gồm cát kết, sét kết, bụi kết, bụi kết phân lớp mỏng có chứa vôi

Các thành tạo Holocene phủ kính hầu như toàn bộ vùng nghiên cứu-Nhà Bè+Quận

7-Do vị trí địa lý của vùng mà hầu như các trầm tích Holocene của vùng có nguồn gốc sông

biển hổn hợp Trầm tích Holocene còn có tên gọi là phù sa mới thường có màu xám, xám đen,

xám nâu, thành phần vật liệu chủ yếu là á cát, á sét, sét, bùn,…đặc biệt các trầm tích này

thường chứa nhiều vật chất hữu cơ thường bị nén chặt:

1-Trầm tích Holocene dưới-giữa nguồn gốc sông biển (amIV 1-2 bc)

Các trầm tích Holocene nguồngốc sông biển (amIV1-2bc) phân bố khá rộng trên khu vực nghiên cứu, chúng được nghiên cứu kỹ và phân bố khá điển hình ở vùng phía nam

huyện Bình Chánh nên chúng được mang tên là tầng Bình Chánh (amIV1-2bc) Thành phần

vật chất của các trầm tích này chủ yếu là cát bột màu xám trắng, xám vàng, dày 5-10m đến

20-30m

2-Trầm tích Holocene giữa-trên (amIV 2-3 cg)

Trầm tích này thường được gọi là lớp bùn sét nguồn gốc sông biển (amIV2-3) màu nâu sẩm, xám đen chứa nhiều vật chất hữu cơ Chúng được hình thành trong suốt thời kỳ

biển tiến Holocene, có bề dày khoảng 5-8m, trong chúng đôi khi chứa những thấu kính hoặc

lớp cát pha, sét pha

Trang 22

- 19 -

3-Trầm tích hiên đại nguồn gốc sông biển (amIV 3 )

Lớp bùn sét, sét, bùn sét pha, bùn cát màu xám, đen phân bố rộng rãi dọc theo các sông, rạch trong khu vực Quá trình vận chuyển và trầm tích của các vật liệu này chịu ảnh

hưởng của thủy triều biển và chế độ vận động của sông Các thành tạo trầm tích hiện đại

nguồn gốc sông biển (amIV3) và trầm tích Holocene giữa trên (amIV2-3) liên quan chặt chẽ

với nhau, thực tế khó mà tách rời được Chúng đều là những vật liệu tích tụ trẻ nhất trong các

lòng sông rạch và bám sát 2 bên bờ sông Bề dày chung có thể lên đến 15-20m

Các trầm tích sông biển Holocene với 3 mức tuổi khác nhau đều có qui luật chung rõ ràng nhất là chúng tập trung ở những khu vực giao nhau của các dòng chảy Do tính

chất "hiện đại" mà chúng hình thành nên nét đặc trưng của đất nền vùng nghiên cứu-vùng đất

yếu Nhà Bè-Bình Chánh

2.3/ KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TẠI THÀNH PHỐ HỒ

CHÍ MINH [10]

Nhìn dưới góc độ xây dựng nhà cao tầng thì thành phố Hồ Chí Minh có thể được xem là một vùng đất yếu Theo kết quả thăm dò địa chất công trình thì tại thành phố có

thể chia làm hai khu vực chính:

-Khu vực đất yếu: Đó là khu vực Nhà Bè, Quận 7, Quận 4, Quận 8,

Quận 6, một phần Quận 5, một phần Quận Bình Thạnh, một phần của Hốc Môn và phần nam

Thủ Đức (Thủ Thiêm) Nơi đây ngay từ trên mặt đã gặp lớp bùn yếu phân bố đến độ sâu

20-30 mét, sau đó là lớp sét dẻo mềm đến dẻo cứng có trị số SPT tăng dần từ 10-15 lên 35-50

Trừ phía bắc Thủ Đức sớm gặp đá gốc (J2ln), còn thường đến độ sâu 60-80 mét vẫn là các sản

phẩm của trầm tích đệ tứ gồm cát hoặc sét cứng

-Khu vực đất tương đối yếu: Diện phân bố khu vực này chiếm phần

lớn Quận 1, Quận 3, một phần Quận 5, Quận Tân Bình, Quận Gò Vấp, phần lớn Quận Phú

Nhuận, Hốc Môn và Củ Chi Ở đây thay cho lớp bùn là lớp sét Laterit hóa khá cao có bề dầy

tương đối ổn định từ 3 đến 5 mét (sau khi loại bỏ lớp đất trồng trọt hoặc đất lấp ở trên mặt)

Cường độ chịu tải của lớp Laterit này khá cao vì trị số SPT thường lớn hơn 25 Tiếp theo lớp

sét Laterit ta gặp lớp cát mịn chặt vừa thường có chiều dày 15 đến 20 mét Đối với nhà thấp

hơn 12 lầu có thể đặt móng vào lớp sét Laterit hoá này Một số cao ốc của thành phố đã xây

dựng theo loại móng này và công trình khá ổn định

2.4/ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TẠI NHÀ BÈ-QUẬN 7 THÀNH

PHỐ HỒ CHÍ MINH [44-40]

Đặc điểm địa chất vùng này có lớp đất yếu bùn sét trạng thái dẻo-chảy đến dẻo mềm bên trên dầy từ 14m đến 38m Mực nước ngầm cao, thường cách mặt đất 0,5-1,2 mét

Trang 23

- 20 -

Theo kết quả một số mẩu nước được phân tích thì nước ngầm có tên là: Clorua-Natri-Kali và

nước có tính ăn mòn bê tông (độ pH = 6,3)

2.4.1-Tại trụ hố khoan vùng Tân Thuận sâu 50m (trích tài liệu Hội thảo về

thiết kế và xây dựng nhà cao tầng tại thành phố Hồ Chí Minh 16-01-1997) gồm các lớp sau:

1-Từ 0 - 15m là lớp bùn sét chứa hữu cơ màu xám đen, trạng thái chảy

2 -Từ 15 -18m là lớp sét pha màu xám xanh trạng thái dẻo mềm

3 -Từ 18 -23m là lớp cát pha màu xám vàng trắng trạng thái chặt, có trị số SPT từ 25 -35

4 -Từ 23-27m là lớp sét pha màu xám trắng vàng, trạng thái dẻo mềm , có trị số SPT từ 15-20

5 -Từ 27-38m là lớp sét màu xám trắng,vàng, đỏ nâu, xám xanh, trạng thái nửa cứng đến cứng ,có trị số SPT từ 25 -35

6 -Từ 38 đến hơn 50m là lớp cát pha màu hồng nhạt ,hạt mịn, trạng thái chặt vừa đến chặt, trị số SPT từ 25 -30

2.4.2-Tại 3 trụ hố khoan sâu 15 mét của công trình Trường Mẫu Giáo Bán

Trú Phước Lộc-huyện Nhà Bè là lớp bùn sét màu xám đen, trạng thái chảy và từ 0-3 mét lẫn

xác thực vật, mũi khoan chưa qua hết lớp này

2.4.3- Tại trụ hố khoan BC-M1 công trình cầu Bà Chiêm-Huyện Nhà Bè sâu 60 mét gồm các lớp:

1-Từ 0-27,6 mét là lớp bùn sét màu xám xanh đến xám đen lẫn hữu cơ

2- Từ 27,6-35 mét là lớp sét màu xám xanh đôi chổ xen kẹp các nhịp cát mỏng, trạng thái dẻo chảy

3- Từ 35-36,5 mét là lớp sét cát màu xám vàng trạng thái dẻo mềm

4- Từ 36,5-39,6 mét là lờp cát trung pha bột sét màu xám trắng lẫn sỏi sạn, chặt vừa

5- Từ 39,6-42,8 mét là lớp sét màu xám xanh đốm vàng, dẻo cứng

6- Từ 42,8-47,2 mét là lớp cát hạt trung đến thô, màu xám, rất chặt Từ 45,5 mét lẫn ít sỏi sạn

7- Từ 47,2 đến kết thúc lỗ khoan tại độ sâu 60m là lớp sét màu nâu vàng, nâu đỏ, vân xám, trạng thái cứng

2.4.4- Tại hố khoan LD1 cầu Rạch Lấp Dầu-Long Thới -Nhà Bè sâu 50m

gồm các lớp sau;

1-Từ 0-13,1 mét là lớp bùn sét màu xám xanh đến xám đen lẫn hữu cơ

2- Từ 13,1-16,4 mét là lớp sét cát màu vàng xám nhạt kẹp các ổ cát mịn, trạng thái dẻo cứng

3- Từ 16,4-20,1 mét là lớp cát sét hạt mịn đến trung màu vàng trạng thái dẻo

4- Từ 20,1-22,2 mét là lờp cát trung-mịn màu vàng, chặt vừa đến chặt

Trang 24

2.4.5-Tại hố khoan HK4 cống Km3+812-Long Thới -Nhà Bè sâu 20m gồm

các lớp sau;

1-Từ 0-2,4 mét là lớp bùn sét màu xám đen lẫn tàn tích hữu cơ

2- Từ 2,4-12 mét là lớp bùn sét màu xám xanh 3- Từ 12-14,8 là lớp bùn sét màu xám xanh, lẫn ít ổ cát bột và ổ bột sét vàng nhạt

4- Từ 14,8-16,4 là lớp sét cát màu vàng nhạt đến xám nhạt, kẹp các ổ cát mịn, dẻo cứng

5- Từ 16,4-18 là lớp cát sét hạt mịn đến trung màu vàng, trạng thái dẻo

6- Từ 18 đến kết thúc lỗ khoan tại độ sâu 20 mét là lớp cát hạt

trung-mịn màu vàng, trạng thái chặt vừa đến chặt

2.5/ TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT THIẾT KẾ: Báo cáo địa chất công trình Cầu Bà Chiêm

của Công Ty Tư Vấn Thiết Kế Giao Thông Vận Tải Phía Nam (TEDISOUTH) tại hai lổ

khoan trên bờ sâu 60m gồm 8 lớp :

1/ Lớp đất đắp dày 0,6m

2/ Lớp bùn sét dày 27,2-27,6m:

3/ Lớp sét trạng thái chảy dày từ 7,4-9,4m

4/ Lớp sét cát trạng thái dẻo mềm dày 1,5m:

5/ Lớp cát hạt trung trạng thái chặt vừa dày từ 2,2-3,15m:

6/ Lớp sét trạng thái dẻo mềm-dẻo cứng dày từ 3,2-3,4m:

7/ Lớp cát hạt trung đến thô dầy từ 4,4-5,8m:

8/ Lớp sét trạng thái cứng chưa khoan hết bề dày lớp này:

2.51/Thống kê các đặc trưng cơ-lý cơ bản tính toán của 2 lớp đất cơ bản theo quy

phạm Chu Π II-b 1-62:

-Trị tiêu chuẩn Atc là trung bình số học của các trị tìm được bằng thí nghiệm xác định

theo biểu thức sau:

trong đó: Ai -trị của mẩu đất thứ i

n

Ai A

n

= 1

Trang 25

- 22 -

n-Số lượng mẩu đất làm thí nghiệm, thường n = 6 - 10 Mức độ tin cậy của trị Ai của mỗi lớp đất được đánh giá theo hệ số sai lệch v xác định

theo biểu thức sau:

ơ-Sai số bình phương trung bình được xác định theo biểu thức sau:

Nếu v>30% thì trị số Atc lệch nhiều so với các trị Ai của n mẩu đất trong mỗi lớp

Trong trường hợp này cần xem xét để chia tiếp lớp đất đang tính trị Atc ra một số lớp nhỏ hơn

đến khi nào trong mỗi lớp có v [ 30% thì thôi

-Trị tính toán Att = K.Atc

K-Hệ số đồng nhất được xác định như sau:

K = 1 - v

- Trị tính toán theo Tiêu chuẩn xây dựng TCXD 45-78 : Att = Atc 6 tα σ/(n)1/2

tα = f(α) tra bảng trong TCXD 45-78, α-hệ số xác suất tin cậy = 0,85-0,95

-Đối với lực dính c và góc ma sát ω, sai số bình phương trung bình được tính:

p-ứng suất nén khi cắt

1/ Lớp đất đắp dày 0,6m

2/ Lớp bùn sét dày 27,2-27,6m:

=

1

)(

p n

n tg

tg

1 1

2 2

)(

)

()( ϕ σ τσ

p n

i p tg

tgc

1 1

2 2

1 2

)(

)

()( σ τσ

−

= n pi tg tc ctc i n

tg

1

2

)

(2

1)

σ

Trang 26

- 23 -

-Tỷ trọng ∆ = 2,69 -Hệ số rổng e 0 =2,205 -Giới hạn chảy Wl =65,3%

-Giới hạn dẻo Wp = 32,2%

-Chỉ số dẻo Ip = 33,1 -Độ sệt B = 1,42 -Góc ma sát trong ϕ tc = 6 0 04' -Lực dính tiêu chuẩn C tc = 0,73 T/m 2 Trị tính toán:

Xác xuất tin cậy α = 0,85

-Góc ma sát trong ϕ tt = 5 0 15' -Lực dính tính toán C tt = 0,63 T/m 2 -Mođun biến dạng tổng quát: E 0 =9,8Kg/cm 2 ứng với σ =0,5Kg/cm 2

E 0 =16,83Kg/cm 2 ứng với σ =1Kg/cm 2

E 0 =44,21Kg/cm 2 ứng với σ =3Kg/cm 2 -Hệ số cố kết Cv = 8,67.10 -4 cm 2 /sec ứng với σ =0,5-1Kg/cm 2

Cv = 6,42.10 -4 cm 2 /sec ứng với σ =1-2Kg/cm 2

Cv = 4,54.10 -4 cm 2 /sec ứng với σ =2-4Kg/cm 2 Xác xuất tin cậy α = 0,95

Cv = 0,97.10 -4 cm 2 /sec ứng với σ =2-4Kg/cm 2 3/ Lớp sét trạng thái chảy dày từ 7,4-9,4m

Trang 27

- 24 -

-Giới hạn chảy Wl =61,1%

-Giới hạn dẻo Wp = 32,8%

-Chỉ số dẻo Ip = 28,3 -Độ sệt B = 0,92 -Góc ma sát trong ϕ = 9 0 59' -Lực dính C 0 = 1,33 T/m 2 Trị tính toán:

Xác xuất tin cậy α = 0,85

Cv = 4,44.10 -4 cm 2 /sec ứng với σ =2-4Kg/cm 2 Xác xuất tin cậy α = 0,95

2.6/ NHẬN XÉT-KẾT LUẬN:

Vùng đất Nhà Bè-Quận 7 thuộc loại trầm tích Holocene và Ploxene nguồn gốc sông biển hổn hợp, bề dầy lớp bùn sét khá sâu từ 15m đến 38m Vì vậy khi xây dựng công

trình nhà cao tầng cần phải nghiên cứu giải pháp cấu tạo để xử lý nền đất yếu bằng cừ tràm

phối hợp với cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ chịu tải trọng công trình

Trang 28

- 25 -

CHƯƠNG 3

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CẤU TẠO ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG CỪ TRÀM PHỐI HỢP

VỚI CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP TIẾT DIỆN NHỎ (≤ 20cm

x 20cm) CHO CÔNG TRÌNH NHÀ TỪ 3 ĐẾN 6 TẦNG

Trang 29

- 26 -

3.1-CẤU TẠO KIẾN TRÚC

Các chung cư xây dựng nhà ở gồm nhiều đơn nguyên trên một khu vực quy hoạch, mỗi

đơn nguyên là một dãy nhà rộng 10m đến 12m, dài 20m (theo chiều dài khe co giãn nhiệt độ)

đến 24m được chia làm nhiều căn hộ, mỗi căn hộ rộng 4m, dài 12m có 3 phòng: phòng khách,

phòng ngủ và phòng bếp Mỗi chung cư có 1 hành lan chung phía trước và 1 cầu thang chung

ở đầu dãy

Kích thước công trình : 20m x 12m

Bước cột : 4m

Nhịp khung : 4m

Chiều cao công trình : 24m

Số tầng : 6 tầng

Chiều cao tầng : 4m

Trang 30

- 27 -

3.2-CẤU TẠO KẾT CẤU

Khung nhà cao tầng cần có độ cứng ổn định, do đó giải pháp kết cấu bên trên là khung

-sàn bê tông cốt thép toàn khối:

Đà : 20cm x 40cm

Cột: -Cổ cột : 45cm x4 5cm -Tầng 1,2 : 40cm x 40cm

-Tầng 3,4 : 30cm x 30cm -Tầng 5,6 : 20cm x 20cm Kích thước móng :

Chiều rộng móng B = 4m ,

Chiều dài móng L = 4m,

Chiều cao móng H

Mô men kháng uốn móng Wm = B x L2 / 6 = 10,667 m3

Độ sâu chôn móng cách mặt đất tự nhiên 1,5m

Mái bằng BTCT

Tường bao che và tường ngăn dày 100 gạch ống

Rn ac

pL ac

L H

*4,02

*4,0

4

*94,132

45,0

=

Trang 31

- 28 -

MẶT CẮT NGANG MÓNG

3.3-GIẢI PHÁP NỀN MÓNG CỦA CÔNG TRÌNH NHÀ TỪ 3 ĐẾN 6 TẦNG

TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU Ở VÙNG NHÀ BÈ -QUẬN 7

-Độ sâu chôn móng 1,5m kể từ mặt đất tự nhiên,

-Móng đơn bê tông cốt thép kích thước 4m x 4m tựa trên đầu cọc bê tông cốt thép tiết

diện 20cm x 20cm mật độ 1,56 cây/m2 (khoảng cách tim mỗi cọc cố định 1m ) và cọc tràm

mật độ 36 cây/m2

Tải trọng từ công trình truyền xuống đài cọc gồm 3 thành phần: Lực thẳng đứng Ntt, lực đẩy ngang Htt và mô men uốn Mtt Tải trọng này truyền xuống đáy đài (xét

móng cọc đài thấp) áp lực ptt:

ptt max =N tt/Fđài + (Mtt + Htt * hđài) / Wđài

ptt min =N tt/Fđài - (Mtt + Htt * hđài) / Wđài

Với Wđài =L * B2/6 là mô men kháng uốn của đài;

Fđài =B * L là diện tích đáy đài;

L,B,hđài:là chiều dài, chiều rộng và chiều cao đài

Aùp lực trung bình dưới đáy đài p0:

p0 = (ptt max + p tt min)/2 Lực trung bình tác dụng lên dáy đài Nct

Nct = p0 * Fđài

MĐTN D16 a 150 18D20

Trang 32

- 29 -

Theo nguyên lý cộng tác dụng lực và nguyên lý cân bằng lực, thì tổng phản lực đầu cọc bằng tổng tải trọng công trình Nct:

∑Ncọc bê tông + ∑Ncọc tràm = Nct

Theo nguyên tắc phân phối lực thì kết cấu nào có độ cứng lớn sẽ tiếp nhận lực lớn hơn và kết cấu có độ cứng nhỏ sẽ tiếp nhận tải trọng nhỏ hơn Như vậy 1 cọc

tràm sẽ tiếp nhận tải trọng nhỏ hơn 1 cọc bê tông cốt thép cùng đứng dưới đáy đài Và để tải

truyền lên các cọc được đồng đều thì phải bố trí các cọc bê tông cốt thép đối xứng nhau

qua tâm truyền tải trọng công trình và các cọc tràm củng phải bố bố trí đối xứng nhau

qua tâm truyền tải trọng công trình:

+Phương án 1: Ở dưới mỗi cột đều bố trí như nhau nhưng tùy thuộc vào trị số tải trọng công trình Nct lớn hay nhỏ mà có chiều dài cọc bê tông cốt thép tiết

diện nhỏ khác nhau ở mỗi móng.Phương án này có số lượng cọc bê tông cốt thép nhiều và

ngắn, nền đất dưới móng tương đối đồng đều, sức chịu tải của cọc bê tông ở biên móng nhỏ

hơn sức chịu tải của các cọc nằm bên trong cừ tràm, các cọc ở vị trí tiếp giáp hai mép móng

không tận dụng được hết lực ma sát hông ở cạnh tiếp xúc 2 cọc và ứng suất của nền đất ở vị trí

dưới mũi cọc lớn hơn các cọc khác Phương án này thì nền đất +cừ tràm và cọc bê tông cùng

tiếp xúc với đáy đài tiếp nhận tải trọng từ công trình truyền xuống

+Phương án 2: Bố trí cùng một mật độ cừ tràm dưới toàn bộ mặt bằng công trình và ở dưới mỗi cột tùy trị số tải trọng công trình Nct mà bố trí thêm các cọc bê

tông cốt thép tiết diện nhỏ nằm bên trong vòng vây cừ tràm Phương án này có ưu điểm hơn

phương án 1 là sức chịu tải mặt bên của các cọc là như nhau, số lượng cọc ít và dài hơn, vị trí

cọc tập trung gần tâm truyền lực xuống móng tiếp nhận tải trọng đồng đều hơn và trong

trường hợp gần công trình có phụ tải lớn phát sinh ma sát âm thì vòng vây cừ tràm sẽ phòng

chống lực ma sát âm, các cọc bê tông sẽ không bị ảnh hưởng thêm phụ tải ma sát âm đó

Phương án này thì nền đất +cừ tràm và cọc bê tông cũng cùng đồng thời tiếp xúc với đáy đài

tiếp nhận tải trọng từ công trình truyền xuống Kích thước móng là 4m x 4m, do đó bố trí các

cọc bê tông cốt thép tiết diện 20cm x 20cm cách mép móng 1m và khoảng cách các cọc là

một mét Vậy số lượng cọc bê tông cốt thép tối đa trong một móng là 9 cây Hoặc là bố trí các

cọc bê tông cốt thép tiết diện 20cm x 20cm cách mép móng 0,5m và khoảng cách các cọc là

một mét Vậy số lượng cọc bê tông cốt thép tối đa trong một móng là 16 cây

Cả hai phương án trên khoảng cách giữa 2 cọc là 5d, theo bảng 5.10 trang 290 tài liệu

Móng cọc trong thực tế xây dựng, thì giá trị hiệu quả nhóm cọc ứng với khoảng cách giữa các

cọc 5d có hệ số nhóm Ge là 0,85 Như vậy hiệu quả sử dụng chỉ có 85% sức chịu tải thực tế

của một cọc Theo bảng 5.10 , nếu muốn sử dụng hết 100% sức chịu tải thực tế của một cọc

(Ge = 1) thì phải bố trí khoảng cách giữa các cọc là 8d = 1,6m Như vậy số lượng cọc bố trí tối

đa trong một móng là 9 cọc

Trang 33

- 30 -

Để kiểm tra phần định tính giải pháp nêu trên, ta sơ bộ tính toán định lượng giải pháp

trên cho công trình nhà 6 tầng:

-Tổng tải truyền lên móng Nct:

Nct = p0 * Fđài = 13,94 x 16 = 223 T

Trong tài liệu Công trình trên đất yếu trong điều kiện Việt nam đã đề nghị công thức

tính sức chịu tải tính toán một cừ tràm (Qc) đóng trong 1 m2 đất yếu theo mật độ tính toán

theo công thức (3-134):

trong đó: m-hệ số đồng nhất của nền đất yếu và của cừ tràm, được chọn bằng 0,7-1,

k-Hệ số an toàn, được chọn bằng 1,2-1,5 tùy thộc vào chất lượng thí nghiệm và cấp công trình

Qgh-sức chịu tải giới hạn của một cừ tràm trong 1 m2 đất yếu có đóng cừ tràm, để tham khảo bảng 3-17 giới thiệu một số kết quả thí nghiệm nén tĩnh một cừ tràm trong 1m2

đất yếu có đóng cừ tràm: Qgh = 460Kg ứng với mật độ cừ 25 cây/m2

Chọn m= 0,7, F = 1,5

 Sức chịu tải 1m2 cừ tràm Qc = 25 x 0,7 x 460 / 1,5 = 5366Kg = 5,4 Tấn/m2

 Sức chịu tải của móng trên nền có gia cố cừ tràm là:

 4 x 4 x 5,4 = 86,4 Tấn

Mặt khác, ở phần 1.2.1 chương 1 đã tính sơ bộ sức chịu tải của nền đất tự nhiên là

3,4T/m2 Do đó sức chịu tải cần thiết của cọc bê tông đảm nhận là:

223T - 86,4T - 3,4T/m2 x 4m x 4m = 82,2T

Sức chịu tải của cọc ma sát được tính theo công thức (trích công thức (59) trang 226

-Những phương pháp xây dựng công trình trên nền đất yếu):

Qc =Km(Rtc x Fc +u x Σmf x ftci x lI )

trong đó:

K-hệ số đồng nhất lấy bằng 0,7

m-hệ số điều kiện làm việc thường lấy bằng 1

Rtc-sức chống tiêu chuẩn của nền đất dưới mũi cọc

ftci-lực ma sát tiêu chuẩn của lớp đất thứ i với mặt hông cọc

Fc,u-diện tích tiết diện ngang và chu vi của cọc

Trang 34

- 31 -

mf-Hệ số điều kiện làm việc của cọc

Cọc bê tông cốt thép tiết diện 20cm x 20cm, dài 28m đóng qua hết lớp bùn đến lớp sét

có sức chịu tải (theo kết quả bảng tính sẵn ở phần phụ lục) là 19,5Tấn

 Số lượng sơ bộ cọc bê tông cốt thép tối thiểu cần là:

82,2T : 19,5T = 4,2 cọc

3.4-NHẬN XÉT-KẾT LUẬN

-Tải trọng nhà 6 tầng lớn, cần thiết phải phối hợp cừ tràm với cọc bê tông cốt thép,

-Theo kết quả tính sơ bộ trên, đề nghị giải pháp bố trí dưới đáy móng gồm: cừ tràm

đường kính 8-10cm, dài 4,5m mật độ 36 cây/m2 và 9 cọc bê tông cốt thép tiết diện 20cm x

20cm, dài 28m trong một móng để tận dụng hết sức chịu tải của từng cọc, mặc dù với giải

pháp này khoảng cách các cọc tương đối lớn có làm tăng lượng sắt trong đài cọc,

-Để bảo đãm tính chính xác và an toàn khi thiết kế và sử dụng công trình thì phải

nghiên cứu giải pháp tính toán công trình nhà từ 3 đến 6 tầng trên nền cừ tràm phối hợp với

cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ 20cm x 20cm

Trang 35

- 32 -

Trang 36

Định dạng
Số trang	72
Dung lượng	503,57 KB