Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc nền khu vực xây dựng dự án zenna resort villas xã phước tỉnh, huyện long điền, tỉnh bà rịa vũng tàu

Nhiệm vụ của luận văn - Tổng hợp và phân tích tài liệu khảo sát địa chất công trình khu vực xây dựng của dự án, đánh giá khả năng xây dựng của cấu trúc nền đất yếu cũng như đặc điểm tín

LƯU BÁ GIÁP

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC NỀN KHU VỰC XÂY DỰNG

DỰ ÁN ZENNA RESORT VILLAS XÃ PHƯỚC TỈNH, HUYỆN LONG ĐIỀN, TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU LUẬN CHỨNG CHỌN GIẢI PHÁP

MÓNG THÍCH HỢP VÀ THIẾT KẾ GIẢI PHÁP MÓNG

CHỌN CHO CÁC VILLAS CỦA DỰ ÁN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

LƯU BÁ GIÁP

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC NỀN KHU VỰC XÂY DỰNG

DỰ ÁN ZENNA RESORT VILLAS XÃ PHƯỚC TỈNH, HUYỆN LONG ĐIỀN, TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU LUẬN CHỨNG CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG THÍCH HỢP VÀ THIẾT KẾ GIẢI PHÁP MÓNG

CHỌN CHO CÁC VILLAS CỦA DỰ ÁN

Ngành: Kỹ thuật địa chất

Mã số: 8520501

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS TS Lê Trọng Thắng

HÀ NỘI - 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là đề tài luận văn nghiên cứu của riêng cá nhân tôi Các

số liệu, tài liệu thu thập và tính toán hết sức trung thực, khách quan Kết quả nêu

trong luận văn đảm bảo chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên

cứu nào khác

Tác giả

Lưu Bá Giáp

LỜI CẢM ƠN

Để thu được thành quả là những kiến thức vận dụng trong luận văn và công việc tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Ban giám hiệu nhà trường Đại học mỏ địa chất, Phòng đào tạo sau đại học đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tác giả học tập tiếp thu kiến thức

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến quý thầy cô đã luôn tận tình giúp đỡ và truyền đạt cho tác giả những kiến thức vô cùng quý báu

Đặc biệt tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo PGS.TS Lê Trọng Thắng, thầy đã tận tình hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn này

Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè, gia đình đã luôn bên cạnh ủng hộ tác giả trong suốt quá trình học tập

Cuối cùng, tác giả xin kính chúc sức khỏe quý thầy cô, gia đình và bạn bè Một lần nữa, tác giả xin chân thành cám ơn!

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH ẢNH

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Nền và móng công trình 4

1.2 Các loại nền móng trong xây dựng 5

1.3 Cấu trúc nền 6

1.4 Các nghiên cứu về nền và móng cũng như các giải pháp thiết kế nền móng công trình xây dựng trên nền đất yếu của Thế giới và Việt Nam 8

1.4.1 Trên thế giới 8

1.4.2 Ở Việt Nam 8

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC NỀN KHU VỰC XÂY DỰNG 12

VÀ CÁC GIẢI PHÁP NỀN MÓNG 12

2.1 Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu 12

2.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 12

2.1.2 Đặc điểm địa chất 13

2.1.3 Đặc điểm địa hình, địa mạo 15

2.1.4 Đặc điểm địa chất thủy văn 16

2.2 Đặc điểm địa chất công trình khu vực xây dựng Dự án 59 căn Biệt thự Zenna Villas 17

2.2.1 Đặc điểm cấu trúc nền khu vực xây dựng 18

2.2.2 Đánh giá khả năng xây dựng của cấu trúc nền và các giải pháp nền móng xây dựng công trình 23

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ GIẢI PHÁP NỀN MÓNG ĐIỂN HÌNH CHO VICAS 42

3.1 Các yêu cầu kỹ thuật của công tác thiết kế nền móng cho công trình biệt thự Zenna Villas 42

3.2 Thiết kế chi tiết nền móng cho villas điển hình 42

3.2.1 Các tiêu chuẩn thiết kế tuân theo 42

3.2.2 Tính toán phương án móng băng 42

3.2.3 Tính toán phương án cọc khoan nhồi 49

3.2.4 Tính toán phương án Cọc vít neo 59

3.2.5 Luận chứng lựa chọn giải pháp móng cho công trình 68

3.2.6 Thiết kế giải pháp cọc vít neo cho Villas 70

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

R Cường độ tiêu chuẩn của đất nền

 Dung trọng tự nhiên của đất

Rcu Sức chịu tải cực hạn của cọc

J Kích thước tiết diện

Rb Cấp độ bền bê tông

Rbn Cường độ chịu nén tính toán của bê tông

E Cường độ chịu nén tiêu chuẩn của bê tông

cb’ Hệ số điều kiện làm việc

k Hệ số điều kiện thi công

bp Hệ số tỉ lệ của nền đất

α Bề rộng quy ước của cọc

L Hệ số biến dạng

Lo Chiều dài ngàm quy ước

 Chiều dài tính toán

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Phạm vi phân bố và thí nghiệm hiện trường của lớp 1 19

Bảng 2.2: Phạm vi phân bố và thí nghiệm hiện trường của lớp 1a 19

Bảng 2.3: Phạm vi phân bố và thí nghiệm hiện trường của lớp 2 19

Bảng 2.4: Phạm vi phân bố và thí nghiệm hiện trường của lớp 3 19

Bảng 2.5: Phạm vi phân bố và thí nghiệm hiện trường của lớp 4 20

Bảng 2.6: Gía trị tiêu chuẩn của các đặc trưng cơ lý của các lớp đất đá 20

Bảng 3.1: Kết quả tính toán độ lún của móng nông theo TCVN 9362:2012 46

Bảng 3.2: Bảng tính toán sức chịu tải theo vật liệu của cọc 51

Bảng 3.3: Giá trị các hệ số k, ZL và ' q N cho cọc trong đất cát 55

Bảng 3.4: Kết quả tính toán sức chịu tải theo đất nền của cọc 56

Bảng 3.5: Kết quả thí nghiệm nén tĩnh dọc trục cọc thử số NV6 57

Bảng 3.6: Kết quả thí nghiệm nén tĩnh dọc trục cọc thử số NV7 58

Bảng 3.8: Kết quả thí nghiệm nén tĩnh dọc trục công trình Zenna Villa 65

Bảng 3.9: Kết quả tính toán sức chịu tải cọc 67

Bảng 3.10: Bảng so sánh giá các phương án 69

Bảng 3.11: Bảng liệt kê tải trọng hoàn thiệt không kể đến trọng lượng bản thân BTCT 71

Bảng 3.12: Bảng liệt kê tải trọng hoàn thiệt không kể đến trọng lượng bản thân BTCT 72

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 (a,b): Vị trí và Bản đồ hành chính huyện Long Điền tỉnh Bà Rịa -Vũng

Tàu 12

Hình 2.2: Vị trí Dự án 17

Hình 2.3: Hình ảnh của Dự án 17

Hình 2.4: Hình ảnh căn hộ mẫu dự án biệt thự Zenna Villas Long Hải 18

Hình 2.5: Sơ đồ khối địa chất khu vực nhiên cứu 21

Hình 2.6: Mặt căt địa chất công trình 22

Hình 2.7: Trình tự thiết kế móng nông 24

Hình 2.8: Thiết kế chiều cao móng 29

Hình 2.9: Sơ đồ chịu lực móng 30

Hình 2.10: Mặt bằng móng 31

Hình 2.11: Moment tác dụng lên móng 33

Hình 2.12: Ống thép có cánh được phát triển từ công nghệ “Cọc vít EAZET-II (Screw Pile Technology)” 37

Hình 2.13: Cọc vít neo ngoài thực tế 38

Hình 2.14: Mặt cắt ngang cọc vít neo 39

Hình 2.15: Hình ảnh các bước thi công cọc vít neo 41

Hình 3.1: Tiết diện Bản Móng Băng 44

Hình 3.2: Tiết diện Sườn Móng 44

Hình 3.3: Lực dọc chân cột tác dụng xuống móng P (tấn) 45

Hình 3.4 Biểu đồ ứng suất đất nền dưới đáy móng 45

Hình 3.5 Hình trụ hố khoan để tính toán cọc 49

Hình 3.6 Cột địa tầng 50

Hình 3.7: Hệ số ' q N 53

Hình 3.8: Quan hệ giữa ZL/D và  (ZL=ZC) 53

Hình 3.9: Biểu đồ xác định hệ số α 54

Hình 3.10: Biểu đồ quan hệ tải trọng và độ lún của cọc thử NV6 57

Hình 3.11: Biểu đồ quan hệ tải trọng và độ lún của cọc thử NV7 58

Hình 3.12: Hình trụ hố khoan để tính toán cọc 60

Hình 3.13: Cột địa tầng 61

Hình 3.14: Trình tự tính toán 62

Hình 3.15: Sức kháng bên thân cọc 63

Hình 3.16: Biểu đồ quan hệ tải trọng và độ lún từ kết quả nén tĩnh dọc trục 66

Hình 3.17: Hình ảnh phối cảnh 1 công trình điển hình trong dự án Zenna Villas 70

Hình 3.18: Hình ảnh mặt sàn hoàn thiện 71

Hình 3.19: Mặt bằng móng 74

Hình 3.20: Sơ đồ bố trí cọc 75

Hình 3.21: Hình ảnh lực tác dụng lên đài cọc 75

Hình 3.22: Dầm công xôn, ngàm tại mép cột 77

Hình 3.23: Mặt cắt bố trí thép trong cấu kiện 78

MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài

Tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu nằm trong khu vực kinh tế trọng điểm phía Nam Huyện Long Điền thuộc Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu có vị trí địa lý đặc biệt, với môi trường đầu tư thuận lợi và hiệu quả về du lịch nghỉ dưỡng, cách Tp HCM 130 km

và cách Tp Vũng Tàu 40 km

Dự án Zenna Resort Villas tọa lạc tại trung tâm khu du lịch nghỉ dưỡng Zenna Resort Vũng Tàu nằm trên địa bàn xã Phước Tỉnh, huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu Tại đây ngoài biệt thự Zenna còn có các căn hộ Zenna góp phần tạo

ra một tổng thể phức hợp biệt thự, căn hộ nghỉ dưỡng Dự án được xây dựng trên một diện tích 6.6 ha gồm tháp Zenna và 59 căn Biệt thự Zenna Villas Khu vực nghiên cứu của dự án tương đối rộng, cấu trúc địa chất tương đối phức tạp Trên cùng là lớp cát bồi đắp dày từ 7-10m, dưới là lớp bùn sét dày từ 2-6m Các lớp đất không ổn định này nằm ngay phần trên mặt gây khó khăn cho việc thiết kế và thi công nền móng, đặc biệt là vấn đề ổn định công trình Với đặc điểm và quy mô của

dự án gồm nhiều hạng mục công trình có mục đích sử dụng khác nhau, được xây dựng trên nền cát và bùn sét không ổn định, nên cần phải nghiên cứu giải pháp nền móng phù hợp với đặc điểm cấu trúc nền và quy mô tải trọng công trình, nhằm bảo

đảm sự ổn định lâu dài và hiệu quả xây dựng cao nhất Bởi vậy, đề tài “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc nền khu vực xây dựng Dự án Zenna Resort Villas xã Phước Tỉnh, huyện Long Điền, Tỉnh Bà Rịa -Vũng Tàu Luận chứng chọn giải pháp móng thích hợp và thiết kế giải pháp móng chọn cho các villas của dự án” có ý

nghĩa khoa học và thực tiễn thiết thực

2 Mục tiêu của đề tài

Làm sáng tỏ điều kiện địa chất công trình và đặc điểm cấu trúc nền khu xây dựng của Dự án, luận chứng chọn giải pháp móng phù hợp với đặc điểm cấu trúc nền và quy mô tải trọng công trình, thiết kế giải pháp móng điển hình cho hạng mục villas của dự án

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: cấu trúc nền đất yếu và nền móng công trình xây dựng, đặc biệt là móng cọc khoan nhồi đường kính nhỏ và cọc vít neo áp dụng cho nền đất yếu

- Phạm vi nghiên cứu: khu vực xây dựng Dự án Zenna Resort Villas với diện tích 6.6 ha

4 Nhiệm vụ của luận văn

- Tổng hợp và phân tích tài liệu khảo sát địa chất công trình khu vực xây dựng của dự án, đánh giá khả năng xây dựng của cấu trúc nền đất yếu cũng như đặc điểm tính chất, quy mô tải trọng của công trình xây dựng;

- Nghiên cứu các giải pháp xử lý nền móng phù hợp với đặc điểm xây dựng, giải pháp móng nông, giải pháp móng cọc khoan nhồi đường kính nhỏ và cọc vít neo để đánh giá khả năng áp dụng cho công trình và lựa chọn giải pháp nền móng cho các hạng mục villas của dự án xây dựng;

- Thiết kế giải pháp nền móng điển hình cho hạng mục villas

5 Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan các nghiên cứu liên quan đến cấu trúc nền cũng như nền móng xây dựng công trình;

- Nghiên cứu điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng;

- Đặc điểm điểm địa chất công trình và khả năng xây dựng của cấu trúc nền đất yếu khu vực xây dựng;

- Đặc điểm công trình xây dựng và các giải pháp nền móng có thể áp dụng

để thiết kế xây dựng công trình của dự án: xử lý nền; móng nông, móng cọc khoan nhồi đường kính nhỏ và móng cọc vít ;

- Luận chứng lựa chọn giải pháp nền móng phù hợp với đặc điểm cấu trúc nền và thiết kế giải pháp nền móng lựa chọn cho hạng mục villas;

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp địa chất: thu thập, tổng hợp, phân tích các tài liệu gồm tài liệu về địa lý tự nhiên và địa chất công trình khu vực nghiên cứu;

- Phương pháp phân tích hệ thống, xem xét công trình và nền là một thể thống nhất trong địa hệ tự nhiên - kỹ thuật để đánh giá tương tác giữa công trình và nền đất

- Phương pháp tính toán lý thuyết và thực nghiệm trực tiếp thí nghiệm thực

tế 2 loại móng cọc khoan nhồi đường kính nhỏ và móng cọc vít neo

7 Ý nghĩa khoa học thực tiễn

- Bổ sung một số kinh nghiệm trong việc nghiên cứú và lựa chọn giải pháp nền móng cho các công trình xây dựng trong khu vực, kinh nghiệm thiết kế cọc khoan nhồi đường kính nhỏ và cọc vít neo trên nền đất không ổn định trong phạm vi

dự án cũng như khu vực có điều kiện địa chất công trình tương tự

8 Cơ sở tài liệu

Bản đồ và thuyết minh bản đồ địa chất, địa chất công trình, địa chất thủy văn khu vực nghiên cứu;

Tài liệu khảo sát địa chất công trình khu Dự án 59 căn Biệt thự Zenna Villas

Các tiêu chuẩn, quy phạm và các hướng dẫn liên quan đến công tác thiết kế

xử lý nền nền móng;

Các tài liệu, bài báo và công trình nghiên cứu liên quan đến vấn đề nghiên cứu ở Việt Nam và trên Thế giới

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Nền và móng công trình

Nền là phần đất đá trên cùng của vỏ trái đất nằm dưới đáy móng, chịu toàn bộ hoặc phần lớn tải trọng công trình tác dụng xuống Nền được xác định đầy đủ gồm các thông số độ bền, đặc trưng biến dạng của các lớp đất và giới hạn không gian địa chất của nền Trong đó, giới hạn không gian địa chất của nền là kết quả ảnh hưởng lẫn nhau của các yếu tố đất nền với tải trọng công trình Dưới tác dụng của tải trọng từ móng, trạng thái ứng suất biến dạng của nền bị thay đổi Trong bán không gian vô hạn sự thay đổi ứng suất, biến dạng luôn lan truyền từ

vị trí đặt móng ra xung quanh để huy động các thành phần xung quanh cùng tham gia chống lại tác dụng từ móng

Nền công trình thường được đánh giá theo khả năng chịu tải và biến dạng lún Trong đó, đặc trưng cho đất nền về khả năng chịu tải là độ bền chống cắt của đất, về biến dạng lún là modun tổng biến dạng Dưới một tải trong công trình đủ lớn, để sự thay đổi các thành phần ứng suất lớn hơn độ bền cắt của nền, khi đó nền được xem là mất khả năng chịu tải Ngược lại, khi tải trọng chưa đủ lớn, khi đó nền được xem là đủ khả năng chịu tải, nhưng vẫn có thể bị lún quá giới hạn vì có thể modun biến dạng của chúng quá nhỏ

Một số trường hợp khi độ bền đặc trưng biến dạng của các lớp đất nền không đáp ứng được yêu cầu về chịu tải trọng hoặc biến dạng lún quá lớn thì có thể cải tạo làm thay đổi thành phần để nâng cao giá trị tuyệt đối độ bền, modun tổng biến dạng của đất nền, khi đó nền đươc coi là nền nhân tạo

Móng là bộ phận kết cấu kỹ thuật xây dựng nằm dưới cùng của công trình xây dựng (như các tòa nhà, cầu, đập nước ) đảm nhiệm chức năng trực tiếp truyền tải trọng của công trình xuống nền đất, bảo đảm công trình chịu được tác dụng của trọng lực của nó Móng công trình xây dựng phải được thiết kế, xây dựng và thi công bảo đảm không gây lún nứt hoặc đổ vỡ công trình Móng nhà hay công

trình là hạng mục quan trọng nhất cần được lưu ý khi xây dựng công trình Hạng mục này là nền tảng nâng đỡ cả công trình và có ý nghĩa quyết định cho sự ổn định lâu dài của công trình

1.2 Các loại nền móng trong xây dựng

Móng của công trình giống như những chân đế với kích thước và hình dạng khác nhau tuỳ theo tính chất của khu đất và tuỳ thuộc vào độ cao, tải trọng của công trình bên trên Khi công trình nằm trên khu đất nền mềm yếu hoặc khi công trình có một độ cao nhất định thì nền móng phải có hình dạng to ngang và sâu để phần diện tích tiếp xúc với đất được nhiều hay nói cách khác là để tăng khả năng chịu tải của đất nền

Móng công trình có nhiều loại: Móng nông gồm các loại như móng đơn, móng bè, móng băng và móng sâu thường sử dụng là móng cọc Tuỳ thuộc quy mô tải trọng, chiều cao của công trình bên trên và tính chất các đất nền để quyết định lựa chọn giải pháp móng móng phù hợp Đối với những công trình nhà ở thấp tầng

và quy mô tải trọng nhỏ như nhà phố hay biệt thự thì phần nền móng cũng không quá phức tạp, ngoại trừ công trình nằm trên những khu đất quá "mềm yếu" (nền đất yếu) Tuy nhiên, đối với những công trình cao tầng có quy mô tải trọng lớn như chung cư hay các loại cao ốc thì phần nền móng sẽ phức tạp hơn rất nhiều từ việc thiết kế đến thi công

 Móng tự nhiên: là các loại móng đã được hình thành sẵn trong tự nhiên

mà không cần phải tác động, đào bới, gia cố và bản thân nó đã đủ khả năng chịu lực cho công trình Thường thì các loại móng này có được do công trình nằm trên địa điểm có đất cứng, rắn chắc hoặc các loại công trình đơn sơ (nhà tranh, nhà lá, nhà sàn, lều, cầu khỉ, cầu tre ) không phải chịu nhiều tải trọng

 Móng đơn: là các loại móng đỡ một cột hoặc một cụm cột đứng sát nhau

có tác dụng chịu lực

 Móng băng: có dạng một dải dài, có thể độc lập hoặc giao nhau (cắt nhau hình chữ thập), để đỡ tường hoặc hàng cột Việc thi công móng băng thường là việc đào móng quanh khuôn viên công trình (tòa nhà) hoặc đào móng song song với

nhau trong khuôn viên đó Móng băng là loại móng nông, được xây trên hố đào trần, sau đó lấp lại Chiều sâu chôn móng khoảng dưới 2 đến 3m, trong trường hợp đặc biệt có thể sâu đến 5m và thường được xây dưới tường hoặc dưới hàng cột

 Móng bè: trải rộng dưới toàn bộ công trình để giảm áp lực của công trình lên nền đất Đây là một loại móng nông được dùng chủ yếu ở nơi có nền đất yếu, dù

có hay không có nước hoặc do yêu cầu cấu tạo của công trình

 Móng cọc: là loại móng sâu gồm có cọc và đài cọc, dùng để truyền tải trọng của công trình xuống lớp đất có khả năng chịu tải tốt nằm ở dưới sâu Người

ta có thể đóng hay ép để hạ những cây cọc lớn xuống các tầng đất sâu hoặc đổ tại chỗ như đối với cọc khoan nhồi, nhờ đó làm tăng khả năng chịu tải trọng lớn cho móng Cọc tre, cọc cừ tràm ở Việt Nam được sử dụng như một biện pháp gia cố nền đất dưới móng công trình

1.3 Cấu trúc nền

Ngoài các yếu tố về kết cấu và tải trọng công trình thì các đặc điểm của môi trường địa chất như thế nằm, sự phân bố trong không gian và các tính chất địa kỹ thuật của các thể địa chất, yếu tố địa chất thủy văn cũng như hàng loạt các yếu tố địa chất khác đã tác động tới công tác thiết kế và thi công các công trình Những yếu tố này ảnh hưởng rất mạnh tới sự tương tác của công trình với môi trường địa chất Khi một trong số các yếu tố trên bị thay đổi thì sẽ ảnh hưởng mạnh mẽ tới sự làm việc bình thường của công trình và do đó chúng sẽ ảnh hưởng đến công tác thiết kế và thi công công trình Như vậy, có thể hiểu khái niệm “Cấu trúc nền” bao gồm các yếu tố như thế nằm, phạm vi, chiều sâu phân bố, sự sắp xếp của các thể địa chất, tính chất địa kỹ thuật của chúng và điều kiện địa chất thủy văn của môi trường địa chất nằm trong phạm vi tương tác của công trình và các hoạt động xây dựng công trình Cấu trúc nền có vai trò rất quan trọng khi đánh giá tài nguyên đất xây dựng nói chung và tính năng xây dựng của nền nói riêng Cấu trúc nền là cơ sở địa chất công trình để quy hoạch hợp lý các công trình xây dựng Hiện nay, có nhiều tác giả đưa ra quan niệm về cấu trúc nền, song về nội dung cơ bản của quan niệm này là thống nhất

Tác giả Nguyễn Thanh (1984) [10] quan niệm “Cấu trúc nền công trình là tầng đất được sử dụng làm nền cho công trình xây dựng, được đặc trưng bằng những quy luật phân bố theo chiều sâu các thành tạo đất đá có liên kết kiến trúc, nguồn gốc, tuổi, thành phần, cấu trúc, bề dày, trạng thái và tính chất địa chất công trình không giống nhau”

Tác giả Lê Trọng Thắng (1995) [12] cho rằng, “Cấu trúc nền là phần tương tác giữa công trình và môi trường địa chất, được xác định bởi quy luật phân bố trong không gian, khả năng biến đổi theo thời gian của các thành tạo đất đá, có tính chất địa chất công trình xác định, diễn ra trong vùng ảnh hưởng của công trình”

Tác giả Phạm Văn Tỵ (1999) [17] cho rằng, “Cấu trúc nền được hiểu là quan hệ sắp xếp không gian của các thể địa chất (yếu tố, lớp đất) cấu tạo nền đất, số lượng, đặc điểm, hình dạng, kích thước, thành phần, trạng thái và tính chất của các yếu tố cấu thành này”

Theo tác giả Nguyễn Huy Phương (2005) [ 15], “Cấu trúc nền theo nghĩa hẹp đối với công trình cụ thể là quan hệ sắp xếp không gian của các lớp đất đá, được đặc trưng bởi số lượng các lớp đất nền, nguồn gốc và tuổi của chúng, sự phân

bố trong không gian, chiều sâu, bề dày, đặc điểm, thành phần, kiến trúc, cấu tạo, trạng thái và tính chất cơ lý của chúng nằm trong vùng tương tác với công trình”

Như vậy, cấu trúc nền phản ánh đầy đủ mối quan hệ địa tầng với các thành tạo đất đá; kết quả tương tác giữa các yếu tố công trình - cấu trúc nền và môi trường địa chất Mỗi lớp đất đá đóng vai trò nhất định trong nền và được đặc trưng bởi thành phần, kiến trúc, cấu tạo, trạng thái và tính chất riêng biệt Tổ hợp các đất nền hình thành nên một kiểu cấu trúc nền Về mặt không gian, cấu trúc nền công trình được giới hạn bởi phạm vi ảnh hưởng của công trình chủ yếu theo chiều sâu Nếu chiều sâu nghiên cứu khác nhau, việc phân chia cấu trúc nền không thống nhất được Vì vậy, tùy theo từng khu vực nghiên cứu, tùy mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu, tùy số lượng và chiều sâu công trình thăm dò đã có, xác lập chiều sâu cần đạt đến để phân chia các kiểu cấu trúc nền khác nhau Mỗi kiểu cấu trúc nền, đặc biệt là cấu trúc nền đất yếu đều có khả năng xây dựng khác nhau Bởi vậy, việc chọn giải

pháp móng phù hợp với đặc điểm cấu trúc nền sẽ mang lại hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật ch công trình

1.4 Các nghiên cứu về nền và móng cũng như các giải pháp thiết kế nền móng công trình xây dựng trên nền đất yếu của Thế giới và Việt Nam

1.4.1 Trên thế giới

Việc xây dựng các công trình trên nền đất yếu rất phổ biến trên thế giới Bởi vậy, đất yếu là đối tượng được nhiều nhà chuyên môn quan tâm nghiên cứu Trong tác phẩm “ Thạch luận công trình” V.D Lomtadze đã xếp đất yếu vào nhóm đất có thành phần và trạng thái đặc biệt và chi tiết về đặc điểm, thành phần và tính chất của đất yếu [19]

Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu khác nhau về nền công trình Trong đó, tác phẩm “Mô hình cấu trúc trong Địa chất công trình” của M.V.Ras [24] đã đưa ra các khái niệm về mô hình cấu trúc, trong đó có mô hình điều kiện tự nhiên, mô hình nền tự nhiên của công trình Trong tác phẩm đã phân tích mối quan hệ giữa mô hình điều kiện tự nhiên và mô hình công trình xây dựng, đưa ra các khái niệm về miền xác định của công trình Ngoài ra còn có nhiều tác phẩm khác, nhiều tác giả đã đưa ra các dạng sơ đồ cấu trúc nền và nêu các giải pháp móng thích hợp với chúng Trong một số tác phẩm khác, một số tác giả đã đưa ra các dạng sơ đồ cấu trúc nền và đưa ra các giải pháp nền móng thích hợp với chúng

Các công trình liên quan đến nền móng và thiết kế nền móng phải kể đến là:

Cơ học đất của R WHITLOW (tập 1và 2) Nội dung hai cuốn sách đã trình bầy những kiến thức cơ bản và đầy đủ về cơ học đất liên quan đến công tác xây dựng các loại công trình; Denhixop O.G Nền và móng công trình dân dụng và công nghiệp; Txưtovich N A và nnk là những tác phẩm giới thiệu những kiến thức cơ bản về nền móng công trình; Dalmatov B I Tính toán nền các tòa nhà và công trình theo trạng thái giới hạn; Obodovxki A A Thiết kế móng cọc [21; 23; 24-28]

1.4.2 Ở Việt Nam

Các nhà khoa học về Kỹ thuật địa chất và Địa kỹ thuật của Việt Nam cũng

đã có nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến đất yếu và cấu trúc nền Các công

trình nghiên cứu ĐCCT khu vực đồng bằng Bắc Bộ, trong đó có khu vực Hà Nội đã

đề cập đến các vấn đề nguồn gốc, tuổi địa chất, sự phân bố, thành phần và tính chất của đất yếu Tác giả Lê Huy Hoàng (1971) có các công trình nghiên cứu tính chất của đất sét rìa Bắc đồng bằng Bắc Bộ [3] Hoàng Văn Tân (1997) cùng tập thể tác giả đã xuất bản cuốn “Những phương pháp xây dựng công trình trên nên đất yếu”[8] Các tác giả đã đưa ra quan điểm nghiên cứu về đất yếu và tổng kết các đặc trưng cơ lý của chúng, trong đó có đất yếu của khu vực nghiên cứu Năm 1977, tập thể tác giả dưới sự chủ biên của Phạm Xuân, đã tiến hành nghiên cứu đề tài về tính chất cơ lý của đất ở các đồng bằng, của viện Khoa học kỹ thuật xây dựng Nguyễn Văn Thơ(1979) có bài “Các đặc trưng cơ lý của đất dính vùng đồng bằng Bắc Bộ" [11] Tác giả Nguyễn Huy Phương (2005) cùng tập thể tác giả đã tổng kết tài liệu để thành lập bản đồ ĐCCT đồng bằng Bắc Bộ tỷ lệ 1/200.000 Cuối những năm 70, đầu những năm 80, để thực hiện quy hoạch thành phố Hà Nội Viện Quy hoạch thành phố đã tiến hành lập bản đồ ĐCCT tỷ lệ 1/25.000, sau đó, Công ty Khảo sát

đo đạc Hà Nội tiếp tục lập các bản đồ phân bố đất yếu tại các khu vực tỷ lệ 1/10.000 Trong những năm này, tác giả Đoàn Thế Tường cũng đã thành lập bản đồ ĐCCT khu vực Hà Nội tỷ lệ 1/10.000, sau đó bảo vệ luận án phó tiến sĩ của mình với đề tài: “Điều kiện ĐCCT lãnh thổ Hà Nội và sử dụng phân vùng chúng” Mặc

dù các công trình nghiên cứu khu vực chỉ đề cập một phần đến đất yếu, nhưng chúng là những tài liệu có giá trị, làm cơ sở định hướng cho nhiều công trình nghiên cứu chuyên sâu về sau này

Những nghiên cứu về thành phần và tính chất của đất yếu và các nghiên cứu về cấu trúc nền công trình, chủ yếu được đề cập dưới dạng các bài báo đăng trên các tạp chí khoa học trong nước Đỗ Trọng Đông và Đoàn Thế Tường (1984),

đã đi sâu nghiên cứu các đặc điểm biến dạng của đất bùn, than bùn tầng Giảng Võ trước đây, nay được xếp vào tầng Hải Hưng, phụ tầng dưới [2] Tác giả Lê Trọng Thắng (1994) đã đưa ra quan điểm phân chia thể địa chất và đưa ra các kết quả xử

lý tài liệu xuyên tĩnh của các thành tạo đất đá tham gia trong cấu trúc nền đất yếu ở khu vực Hà Nội, Ngoài ra, tác giả còn có bài “Ảnh hưởng của thời gian nén đến kết

quả thí nghiệm xác định hệ số nén lún của một số loại đất yếu ở Hà Nội” Trên cơ

sở kết quả thí nghiệm nén cố kết các loạt mẫu đất yếu khác nhau, tác giả chỉ ra được những hạn chế của kết quả xác định hệ số nén lún a khi tiến hành theo quy trình nén

ổn định quy ước trong 2 giờ Nguyễn Viết Tình và Phạm Văn Tỵ đã trình bày kết quả nghiên cứu bước đầu về tính bất đồng nhất của trầm trích hồ đầm lầy tầng Hải Hưng dưới (lbQ1-2 IVhh1) ở khu vực thành phố Hà Nội [9] Báo cáo đưa ra kết luận

về tính biến đổi thành phần và tính chất cơ lý của loại đất yếu phổ biến nhất trong khu vực nghiên cứu

Tác giả Nguyễn Thanh (1984) đã đưa ra định nghĩa về cấu trúc nền công trình đưa ra 5 kiểu cấu trúc khác nhau [10]

Vũ Cao Minh, 1984 đã đưa ra khái niệm cấu trúc địa cơ, thực chất là một sơ

đồ cấu trúc có thể sử dụng hợp lý khi nghên cứu các vấn đề ổn định của các sườn dốc [4]

Lê Trọng Thắng (1995) đã đưa ra các kiểu cấu trúc nền đất yếu khu vực Hà Nội và đánh giá ảnh hưởng của chúng tới biến dạng công trình [12] Một số tác giả khác cũng có nghiên cứu liên quan đến cấu trúc nền như GS TS Phạm Văn Tỵ, đã tiến hành phân vùng cấu trúc nền ở khu vực Hà Nội khi thành lập bản đồ ĐCCT tỷ

Tác giả Nguyễn Viết Tình (2001) đã nghiên cứu đặc tính địa chất công trình của các thành tạo trầm tích Holocen dưới – giữa nguồn gốc hồ - đầm lầy phụ tầng Hải Hưng dưới (lbQ21-2hh1), đánh giá khả năng sử dụng và dự báo biến đổi của

chúng dưới tác dụng các hoạt động công trình và phát triển đô thị Nghiên cứu đã làm sáng tỏ sự phân bố, đặc tính địa chất công trình của các thành tạo trầm tích chứa hữu cơ phụ hệ tầng Hải Hưng dưới ở khu vực Hà Nội và quá trình cố kết của chúng cũng như mối quan hệ giữa áp lực nước lỗ rỗng và áp lực hữu hiệu trong điều kiện cố kết đẳng hướng trên thiết bị ba trục

Tác giả Nguyễn Văn Phóng và nnk (2012 – 2014) đã nghiên cứu các đặc tính xây dựng của đất yếu và đặc điểm cấu trúc nền đất yếu vùng ven biển Bắc Bộ, nhằm đề xuất các giải pháp gia cố, xử lý thích hợp trong bối cảnh biến đổi khí hậu

và nước biển dâng Nghiên cứu đã làm sáng tỏ được các đặc tính tĩnh và động của các loại đất yếu trong khu vực và đã xây dựng được các bản đồ cấu trúc nền, bản đồ phân vùng đất yếu để phục vụ cho công tác cải tạo xử lý nền

Tác giả Nguyễn Thị Nụ (2014) đã nghiên cứu đặc tính địa chất công trình của đất loại sét yếu amQ22-3 phân bố ở các tỉnh ven biển đồng bằng sông Cửu Long phụcvụ xử lý nền đường Tác giả đã làm sáng tỏ được các tính chất của đất yếu nguồn gốc sông biển trong khu vực và đã phân vùng đất yếu khu vực nghiên cứu theo các kiểu cấu trúc nền nhằm để phục vụ xử lý nền đường

Do đất yếu là đối tượng nghiên cứu phổ biến, nên trên thế giới cũng như Việt Nam có rất nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến chúng nhưng không có điều kiện trình bày hết Tuy vậy, các công trình nghiên cứu trên cũng chỉ đề cập sâu đến từng khía cạnh của cấu trúc nền đất yếu Việc nghiên cứu tổng hợp các nội dung về cấu trúc nên đât yêu nhìn chung ít được chú ý

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC NỀN KHU VỰC XÂY DỰNG

VÀ CÁC GIẢI PHÁP NỀN MÓNG 2.1 Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu

2.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên

a Vị trí địa lý

Long Điền là một huyện của tỉnh Bà Rịa–Vũng Tàu

 Đông giáp huyện Đất Đỏ

 Tây giáp thành phố Vũng Tàu

 Nam giáp biển Đông

 Tây bắc giáp thành phố Bà Rịa

Hình 2.1 (a,b): Vị trí và Bản đồ hành chính huyện Long Điền tỉnh Bà Rịa -Vũng

Tàu

b Đặc điểm khí hậu

Huyện Long Điền thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa; một năm chia hai mùa rõ rệt Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, thời gian này có gió mùa Tây Nam Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, thời gian này có gió mùa Đông Bắc

Nhiệt độ trung bình hàng năm là 27°C, tháng thấp nhất khoảng 24,8°C, tháng cao nhất khoảng 28,6°C Số giờ nắng rất cao, trung bình hàng năm khoảng

2400 giờ Lượng mưa trung bình 1500mm Bà Rịa-Vũng Tàu nằm trong vùng ít có bão

2.1.2 Đặc điểm địa chất

 Trầm tích bở rời hệ Đệ Tứ

Theo các tài liệu bản đồ địa chất tỷ lệ 1/200.000 và các tài liệu nghiên cứu địa chất liên quan thì trong phạm vi khu vực nghiên cứu có mặt các thành tạo trầm tích Đệ tứ có nguồn gốc khác nhau:

- Trầm tích nguồn gốc eluvi - diluvi, proluvl, coluvi: phân bố ở chân các sườn - núi, có bề rộng vài chục mét đến 500 m Thành phần gồm cuội, tảng lăn và dăm, sạn cát lẫn bột sét Bề dày trầm tích thay đổi từ 0,3 - 0,5m đến 5 -7m, trung bình 3 5m

- Trầm tích nguồn gốc biển: thành phần chủ yếu là cát thạch anh hạt nhỏ lẫn cát bột, chứa vật chất hữu cơ là mảnh vỏ sò hến, san hô Các thành tạo trầm tích này chiếm phần lớn diện tích các thung lũng Côn Sơn, Cỏ Ống Tổng chiều dày trầm tích từ 3- 30m, trung bình 15m ở thung lũng Côn Sơn và bề dày trầm tích 5-20m, trung bình 10m ở thung lũng Cỏ Ống

- Trầm tích nguồn gốc đầm lầy ven biển: phân bố ở thung lũng Côn Sơn và

Cỏ Ống Thành phần gồm cát bột, sét bột, sét bùn màu đen Do chứa nhiều mùn bã thực vật Bề dày trầm tích từ 0,7 - 2,5m ở các đầm lầy hiện đại hoặc lớn hơn xen kẹp ở một vài nơi trong trầm tích nguồn gốc bãi bồi ven biển

- Trầm tích bãi biển hiện đại: là các bãi cát hạt mịn lẫn ít vỏ sò, hến, san hô dày một vài mét hoặc các bãi cuội đá gốc mài mòn tốt đến trung bình Bề dày trầm

tích biến đổi phụ thuộc vào nguồn cung cấp vật liệu trầm tích Bề dày trầm tích phổ biến từ 0,3 - 0,5m, có nơi đến vài mét

- Bãi san hô Phân bố hạn chế ở xung quanh mũi Lò Vối Nói chung, các bãi san hô có qui mô nhỏ

- Trầm tích gió: gió biển tác động đến các bãi bồi, bãi biển tạo thành các dải cồn cát kéo dài gần song song với bờ biển Thành phần trầm tích là cát thạch anh hạt mịn, chọn lọc tốt, bở rời Bề dày trầm tích đạt một vài mét

 Các thành tạo phun trào Mezozoi muộn

Bao gồm các thành tạo phun trào sau:

- Hệ tầng đèo Bảo Lộc (jR3Rdbl): thành ph ần là andesit màu xám đen,

đôi nơi xen các lớp tuf Đá cấu tạo dạng khối đặc sít, độ nguyên khối trung bình, kiến trúc porphyr Đá ít bị tác động phong hóa, có độ bền vững cao Andesit hệ tầng đèo Bảo có diện lộ nhỏ ở dốc Trâu Té và dốc Ông Triệu

- Hệ tầng Nha Trang (Knt): thành tạo hệ tầng này lộ ra phổ biến ở các đảo

phía nam quần đảo Côn Đảo như Hòn Bà, bến Đầu đến mũi Cá Mập, hòn Bảy Cạnh, hòn Tre, hòn Cau Thành phần thạch học là andensit màu xám xen tui andensit, phần trên là daxit, ryodaxit, rgolit, xen các lớp tuf của chúng Ở hòn Bà,

hệ tầng này dày khoảng trên 350m Các đá của hệ tầng Nha Trang nói chung có cấu tạo dạng khối, dạng dòng chảy, đôi nơi có cấu tạo hạnh nhân với clorit, epiđot, cacbonat lấp đầy Đá nứt nẻ nhiều, về đặc điểm thạch hóa, các thành tạo phun trào

hệ tầng Nha Trang ở Côn Đảo có độ silic và độ kiềm cao (Si02 = 65,58 - 76%, Na20 + K20 = 7,8 -10,5%)

 Các thành tạo macma xâm nhập

Phức hệ Định Quán - pha 1 (djR3R-KR1RđqR1R)

Các thành tạo này lộ ra ở núi Chúa, núi Nhà Bàu, dốc Trâu Té, núi Ông Cường, núi Con Ngựa bao gồm các đá: diorit, gabrodiorit, diorit thạch anh có pyroxen và amfibol hạt nhỏ - trung xẫm màu Đá cấu tạo khối, kiến trúc toàn tự hình đến nửa tự hình

Phức hệ Đèo Cả (8KđcR3R)

Lộ ra ở núi Thánh Giá, mũi Tàu Bể, hòn Bảy Cạnh, hòn Cau, rìa Tây Bắc núi Chúa Thành phần thạch học gồm: granit, granophyr, granosyenit có horblend, biotit hạt nhỏ Đá có nền, hạt mịn màu xám hồng, xám tối đến xám sáng Đá kiến trúc, hạt mịn, cấu tạo dạng khối, nứt nẻ ít đến trung bình

2.1.3 Đặc điểm địa hình, địa mạo

Địa hình tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu gồm có: loại đồng bằng hẹp, loại gò đồi phân bố xen kẽ bị chia cách bởi sông rạch nhỏ, loại địa hình núi và thềm lục địa Vùng cao nguyên gò đồi phần lớn tập trung ở phía bắc và phía đông bắc của tỉnh, thuộc hai huyện Xuyên Mộc và Long Đất đa số dưới dạng cao nguyên bào mòn có

độ cao từ 50- 100 m, bị chia cách bởi sông suối, lãnh, phát triển từ trung tâm ra rìa

Phần lớn các núi có độ cao từ 100 - 500m, tập trung vào khu vực bên trái quốc lộ 51 từ TP Hồ Chí Minh đi Vũng Tàu thuộc huyện Tân Thành

Ở phía bắc và tây bắc có độ cao từ 150 – l00m và thấp dần xuống phía nam

có độ cao 30 - 20m Khu vực có địa hình thoai thoải, cách bờ khoảng l00km với độ sâu dao động trong khoảng từ 40 - 50m

* Địa hình ven biển:

Trong tổng chiều dài bờ biển khoảng 156km của Bà Rịa Vũng Tàu có 72

km là những bãi cát có khả năng sử dụng làm bãi tắm tốt với độ dài dốc thoải từ 30– 80, nơi có độ sóng ven bờ trung bình từ 0,3 - 0,5m, quanh năm ấm áp, độ mặn gần 3,5% Thủy triều ở đây theo chế độ bán nhật triều tương đối ôn định, là vùng biển hầu như quanh năm không xảy ra bão lớn và gió xoáy, luôn bảo đảm cho sự bình yên Từ chỗ có nhiều vũng, vịnh dựa lưng vào các triền núi đá đã tạo dáng cho các cảnh quan thiên nhiên đẹp đẽ

Côn Đảo bao gồm một hệ thống 16 hòn đảo lớn nhỏ, trong đó Hòn Côn Lôn Lớn (còn có tên gọi hòn Phú Hải) là hòn đảo lớn nhất của quần đảo, diện tích 51,52

km2, chiếm gần 2/3 tổng diện tích cả quần đảo, có chiều dài khoảng 15km, chiều ngang chỗ rộng nhất 9km, chỗ hẹp nhất 1km (tính theo đường chim bay)

Địa chất của Côn Đảo nguyên thủy do sự phun trào của núi lửa tạo thành một dãy núi mà hầu hết là granit Đất ở đây phần lớn là nham thạch biến thể

P P

Khu trung tâm (từ mé biển đến chân núi) có nhiêù cây tạp, chồi nhỏ Giữa những dòng cát có nhiều khoảng đất thấp trên mặt là đất cát pha mùn, lớp dưới là đất sét, và sâu nữa là lớp đá xanh Kế tiếp sau những dòng cát là đất dốc thoải lên chân núi, phần lớn là cát nhỏ rất mịn, pha chút ít chất mùn trông như đất đỏ vùng Xuân Lộc (Bà Rịa) Lớp đất mặt không sâu, lớp dưới là sét lẫn đá sỏi và nhiều chỗ

đá nhô lên tới mặt đất

Trái với khu trung tâm, tại khu Cỏ Ống dòng cát lại nằm theo chiều trục thẳng đứng đối với bờ biển, cát nhiều hơn, có chút ít mùn Tính chất đất giống như khu trung tâm nhưng nhờ ở đây là một thung lũng có hình lòng chảo nên giữ được chất mùn, đất tốt hơn

2.1.4 Đặc điểm địa chất thủy văn

Địa chất thủy văn trong khu vực Bà Rịa-Vũng Tàu có thể chia thành 5 phức hệ:

- Phức hệ chứa nước Holoxen (QRivR): phân bố chủ yếu dọc ven biển tỉnh

Nguồn cung cấp nước cho các phức hệ chứa nước phần lớn là nước mưa và nước trên mặt

Nước ngầm tầng sâu từ 60 - 90m, có lưu lượng trung bình từ 10 - 20m3/s, tập trung chủ yếu ở huyện Châu Thành, Châu Đức, Bà Rịa với mức 5000m3/ngày

đêm, có thể khai thác làm nguồn nước sinh hoạt cho các điểm dân cư

2.2 Đặc điểm địa chất công trình khu vực xây dựng Dự án 59 căn Biệt thự Zenna Villas

Khu Resort Zenna Villas ở vị trí sát biển thuộc xã Phước Tỉnh, Huyện Long Điền, Bà Rịa - Vũng Tàu Khu đất của dự án có tổng diện tích hơn 6,6 ha, gồm 59 căn biệt thự

Hình 2.2: Vị trí Dự án

Hình 2.3: Hình ảnh của Dự án

Zenna Villas có 5 loại biệt thự, gồm: các căn biệt thự trên đồi, biệt thự ven

hồ diện tích từ 320 – 500m2 Ngoài ra, tại đây còn có các căn biệt thự hướng nhìn ra biển, biệt thự đơn lập, song lập

Hình 2.4: Hình ảnh căn hộ mẫu dự án biệt thự Zenna Villas Long Hải

2.2.1 Đặc điểm cấu trúc nền khu vực xây dựng

Căn cứ tài liệu khảo sát địa chất công trình phục vụ thiết kế kỹ thuật các công trình thuộc khu biệt thự thì khu vực xây dựng đã được san lấp trong khuôn viên nhà thờ hiện hữu và có địa hình bằng phẳng Địa tầng khu vực xây dựng được chia thành các lớp đất đá sau:

1 Lớp Đ: là lớp đất san lấp có thành phần đất đá là cát mịn Bề dày lớp

thay đổi không nhiều, từ 0,3m (HK1) đến 0,4m (HK2) Do lớp có bề dày không lớn

và phân bố ngay trên mặt, không có ý nghĩa trong việc thiết kế nền móng công trình nên không lấy mẫu thí nghiệm và không tiến hành thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT)

2 Lớp 1: thành phần là cát bụi, cát sét (SC-SM), màu nâu vàng, xám xanh,

xám trắng, kết cấu rời, có trạng thái chặt vừa Bề dày lớp thay đổi từ 5,9m (HK1)

đến 6,9m (HK2) Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) có giá trị N từ 7 đến 15

Bảng 2.1: Phạm vi phân bố và thí nghiệm hiện trường của lớp 1

TT Lỗ khoan

Độ sâu mặt lớp(m) Bề dày (m)

SPT

N

3 Thấu kính 1a: thành phần là bùn sét pha (SC) màu xám xanh, kết cấu

rời Bề dày của lớp 1,3m và chỉ xuất hiện tại HK1 Thí nghiệm SPT có giá trị N = 1

Bảng 2.2: Phạm vi phân bố và thí nghiệm hiện trường của lớp 1a

khoan

Độ sâu mặt lớp (m)

Bề dày (m)

SPT

N

4 Lớp 2: thành phần là sét (CH) rất dẻo xen kẹp cát màu xám xanh, trạng

thái dẻo chảy Bề dày lớp thay đổi từ 2,1m (HK1) đến 3,1m (HK2) Thí nghiệm

SPT có giá trị N từ 2 đến 3

Bảng 2.3: Phạm vi phân bố và thí nghiệm hiện trường của lớp 2

TT Lỗ khoan

Độ sâu mặt lớp (m) Bề dày (m)

SPT

N

5 Lớp 3: thành phần là sét ít dẻo(CL) màu xám vàng, xám xanh, trạng thái

dẻo cứng Bề dày lớp thay đổi từ 4,1m (HK1) đến 5,1m (HK2) Thí nghiệm SPT có

giá trị N từ 9 đến 13

Bảng 2.4: Phạm vi phân bố và thí nghiệm hiện trường của lớp 3

TT Lỗ khoan

Độ sâu mặt lớp (m) Bề dày (m)

SPT

N

6 Lớp 4: thành phần là cát sỏi lẫn sét màu xám vàng, xám trắng trạng thái

rất chặt Bề dày lớp quan sát được thay đổi từ 2,5m (HK2) đến 3,3m (HK1) và chưa

kết thúc tại đáy hố khoan Thí nghiệm SPT có giá trị N lớn hơn 50

Bảng 2.5: Phạm vi phân bố và thí nghiệm hiện trường của lớp 4

TT Lỗ khoan

Độ sâu mặt lớp (m)

Bề dày quan sát(m)

4 Khối lượng TT khô d g/cm3 - 1,21 1,21 1,55 -

5 Khối lượng riêng ϒs g/cm3 2,673 2,660 2,660 2,686 2,676

Hình 2.6: Mặt căt địa chất công trình

2.2.2 Đánh giá khả năng xây dựng của cấu trúc nền và các giải pháp nền móng xây dựng công trình

2.2.2.1 Đánh giá khả năng xây dựng của cấu trúc nền

Trên cơ sở tài liệu địa tầng và đặc tính cơ lý của các lớp đất đá của khu vực xây dựng có thể nhận thấy, cấu trúc nền xây dựng công trình thuộc dự án xây dựng các biệt thự là cấu trúc nền đất yếu, không thuận lợi cho công tác thiết kế xây dựng Lớp 1 thành phần là cát pha phân bố gần mặt đất có bề dầy khá lớn, trên dưới 5 m, nhưng có trạng thái kết cấu xốp Nằm dưới lớp 1 là thấu kính bùn sét và đất đá của lớp 2 có thành phần là sét pha trạng thái dẻo chảy Đây là những lớp đất yếu, rất không thuận lợi cho công tác xây dựng công trình Các lớp đất 3 và 4 có tính chất xây dựng khá tốt và có thể làm lớp đặt móng khi thiết kế chọn giải pháp móng sâu

để xây dựng công trình

2.2.2.2 Các giải pháp nền móng xây dựng công trình

a Giải pháp móng nông

Hình 2.7: Trình tự thiết kế móng nông

+ Lựa chọn giải pháp móng nông:

Đây là bước quan trọng nhất đối với thiết kế nền móng Dựa vào khả năng chịu lực của đất nền và tải trọng truyền xuống từ công trình, tính toán sơ bộ được ứng suất đáy móng Ứng suất dưới đáy móng phải nhỏ hơn ứng suất giới hạn của đất nền từ đó tính sơ bộ được kích thước móng

N là trị số tính toán của tải trọng theo tổ hợp bất lợi nhất xuống nền

 là sức chịu tải của nền

+ Xác định kích thước sơ bộ của đế móng:

Kích thước đế móng là kết quả của tính toán phân tích từ phía kiến trúc kết cấu với khả năng tải và biến dạng lún của nền để đảm bảo kinh tế nhất Cường độ tính toán của nền R chính là áp lực ứng với khi vùng biến dạng dẻo trong nền ở

vùng dưới mép móng phát triển đến độ sâu bằng

4

b

Lúc đó, vùng biến dạng dẻo trong nền coi là nhỏ so với toàn bộ thể tích của nền và nền có thể coi là biến dạng tuyến tính

Móng chịu tải trung tâm thường làm đế vuông Chỉ khi không đủ điều kiện làm móng vuông thì mới dùng đế chữ nhật

+ Tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ hai (theo biến dạng):

Quy phạm quy định dùng phương pháp cộng lún các lớp phân tố để xác định độ lún của nền

Khi nền đất có chiều dày rất lớn, móng có kích thước không lớn thì dùng sơ

đồ nửa không gian biến dạng tuyến tính với hạn chế quy ước nền là chiều dày từ đế móng đến độ sâu mà tại đó ứng suất gây lún bằng 20% ứng suất bản thân:

gl = 0,2bt (3)

Công thức tính lún cho trường hợp này khi không kể đến nở hông hạn chế của đất:

S = gl i

zi n

là hệ số phụ thuộc vào hệ số nở hông  của đất

Hệ số này sẽ khác nhau đối với các loại đất khác nhau, nhưng quy phạm quy định lấy i = 0,8 cho các trường hợp

Ei: là mô đun biến dạng tổng quát của lớp phân tố thứ i có chiều dày hi

mà ta chia ra Để bảo đảm độ chính xác và tính toán không quá cồng kềnh thì chiều

dày các lớp phân tố hi ≤

4

b

, b là bề rộng móng Mỗi lớp phân tố phải đồng nhất

n: là số lượng lớp phân tố trong phạm vi tầng chịu nén Ha

Nếu giới hạn dưới của tầng chịu nén tìm được kết thúc trong lớp đất có môđun biến dạng E < 500 kPa thì giới hạn nền cần lấy đến độ sâu mà tại đó:

 là ứng suất gây lún tại đế móng

Ko là hệ số phân bố ứng suất phụ thuộc vào các tỷ số

của Ko được tra bảng

+ Kiểm tra kích thước đáy móng theo trạng thái giới hạn thứ nhất (theo sức chịu tải, ổn định)

Mục đích của tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ nhất là nhằm bảo đảm độ bền và ổn định của nền cũng như không cho phép móng trượt theo đáy hay lật

Tính toán nền theo sức chịu tải nhằm thỏa mãn điều kiện:

N là trị số tính toán của tải trọng theo tổ hợp bất lợi nhất xuống nền

 là sức chịu tải của nền

tc

K là hệ số tin cậy; K tc1,2

+ Tính toán độ bền và cấu tạo móng

Đối với móng cứng tuyệt đối: là các loại móng xây bằng gạch, bằng đá, đổ bằng bê tông, bê tông đá hộc

Đối với loại móng này thì phải cấu tạo sao cho không xuất hiện ứng suất kéo trong thân móng bởi vì các loại vật liệu này chịu kéo kém

+ Đối với móng đơn bê tông cốt thép dưới cột:

Trình tự các bước thiết kế móng đơn như sau:

- Chọn loại móng đơn dưới cột;

- Chọn chiều sâu đặt móng;

- Tính các kích thước của móng;

- Kiểm tra sự ổn định của nền ( theo trạng thái giới hạn thứ nhất);

- Kiểm tra biến dạng (độ lún) của nền ( trạng thái giới hạn thứ hai;

- Vẽ cấu tạo móng

Phản lực nền tác dụng lên móng:

N = Ptc + G Trong đó:

Ptc là tải trọng tiêu chuẩn; G là trọng lượng của móng và đát nền

G = F.h β.ϒm , khi tính cho 1 m chiều dài của móng ta sẽ có:

G = b.h.β.ϒm

Trong đó:

F – diện tích đáy móng; b – chiều rộng móng, h – độ sâu chôn móng và β là

hệ số điều chỉnh giữa đất và vật liệu làm móng, lấy β.ϒm = 2,0 đến 2,2 T/m3

Phản lực của nền có thể tính:

N = F.Rtc

Trong đó:

m – hệ số điều kiện làm việc của nền và công trình thường có m = 1;

c – lực dính; ϒ = khối lượng thể tích tự nhiên của đất

ABD – các hệ số phụ thuộc góc ma sát của đất và được tra bảng

Để phù hợp với điều kiện truyền tải trọng, người ta thường thiết kế móng tuân theo tỷ lệ:  

c

c

b

a b

H

3 1

1 1

,

5,

0 K

Sau khi giải được phương trình, tìm được b, phải kiểm tra lại điều kiện góc cứng giới hạn (α ≤ αgh), nghĩa là b ≤ bgh = bt + 2hmtg αgh trong đó: bt – chiều rộng của tường và hm – chiều cao của móng

+ Xác định chiều cao của móng:

Theo điều kiện chọc thủng: khi tính toán theo lực cắt, người ta quan niệm rằng dưới tác dụng của lực cắt, nếu không đủ độ bền thì móng sẽ bị nứt theo các vết nứt xuất phát từ đáy móng, nghiêng một góc khoảng 45o so với trục nằm ngang và phát triển cho đến chỗ giao nhau của bậc dưới cùng và bậc trên đó Điều kiện để móng không bị phá hoại bởi lực cắt:

Q ≤ Rkbho Trong đó:

Q là lực cắt do áp lực phản lực của nền đất gây ra

Rk là cường độ chịu kéo tính toán của bê tông

b là chiều rộng của móng

h0 là chiều cao làm việc của móng

Hình 2.8: Thiết kế chiều cao móng

+ Tính toán cốt thép đặt cho móng

Sau khi tính toán được chiều cao của móng và cấu tạo hình dáng của móng, tiến hành tính toán lượng thép cần thiết để bố trí cho móng Cốt thép được bố trí cho móng để chịu mô men uốn do áp lực phản lực của đất nền gây ra Khi tính mô men người ta quan niệm cánh móng như những công sơn được ngàm vào các tiết diện đi qua chân cột

Hình 2.9: Sơ đồ chịu lực móng

Từ các giá trị mô men tính được, dùng các công thức trong bê tông cốt thép

sẽ xác định được diện tích tiết diện cốt thép cần thiết

+ Đối với móng băng dưới tường