Do đó,có nhiều vấn đề địa chất công trình ĐCCT đặt ra mà ta phải quan tâm và giải quyết đối với từng công trình xây dựng cụ thể.. Sau khi học xong giáo trình “Các phương pháp nghiên cứu
Trang 1MỞ ĐẦU
Hiện nay, trong giai đoạn công nghiệp hóa-hiện đại hóa đất nước, ngày càng có
nhiều khu công nghiệp, thành phố, thị xã, thị trấn mới được hình thành Cùng với nó là sựphát triển không ngừng của công tác xây dựng cả về số lượng, qui mô, tính chất và tầmquan trọng Do đó,có nhiều vấn đề địa chất công trình (ĐCCT) đặt ra mà ta phải quan tâm
và giải quyết đối với từng công trình xây dựng cụ thể Đó là những vấn đề về sự ổn định,bền vững và tính kinh tế của mỗi công trình
Sau khi học xong giáo trình “Các phương pháp nghiên cứu địa chất công trình” và “Khảosát địa chất công trình cho các dạng xây dựng”, bộ môn ĐCCT đã giao cho em làm đồ ánmôn học “Địa chất công trình chuyên môn” với đề tài:
“Đánh giá điều kiện ĐCCT nhà D thuộc khu nhà ở Cao tầng Phùng Khoang, Trung Văn, Từ Liêm, Hà Nội Thiết kế khảo sát ĐCCT phục vụ cho thiết kế kỹ thuật-thi công công trình trên”
Đồ án môn học giúp cho sinh viên:
- Củng cố những kiến thức đã học về khoa học ĐCCT và những môn học khác, đặcbiệt là ĐCCT chuyên môn
- Nắm được các bước cũng như biết cách bố trí, qui hoạch, luận chứng các công táckhảo sát cho các giai đoạn thiết kế
- Tạo điều kiện để sinh viên có them kinh nghiệm cho việc làm đồ án tốt nghiệp saunày đạt kết quả tốt
Nội dung đồ án gồm những phần sau:
Phần mở đầu
Chương 1: Đánh giá điều kiện ĐCCT khu xây dựng
Chương 2: Dự báo các vấn đề về ĐCCT khu xây dựng
Chương 3: Thiết kế phương án khảo sát ĐCCT
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 20 tháng 9 năm 2011
Sinh viên: Trần Thị Phượng
Trang 2Lớp: ĐCCT-ĐKTA-K52
Chương I: ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
Điều kiện địa chất công trình là tổng hợp là tổng hợp các yếu tố địa chất tự nhiênảnh hưởng đến công tác thiết kế, xây dựng và sử dụng công trình Điều kiện ĐCCT baogồm tổng hợp các yếu tố về địa chất khác nhau:
+ Yếu tố địa hình, địa mạo
+ Yếu tố địa tầng và các tính chất cơ lí của các loại đất đá
+ Yếu tố cấu tạo địa chất và đặc điểm kiến tạo
+ Yếu tố địa chất thủy văn
+ Yếu tố về các quá trình và hiện tượng địa chất công trình
+ Yếu tố về vật liệu xây dựng khoáng tự nhiên
Dưới đây là một số yếu tố điều kiện ĐCCT của khu xây dựng:
1.1.Đặc điểm địa hình, địa mạo
Trang 3Khu xây dựng nhà D thuộc khu nhà ở Cao tầng Phùng Khoang, Trung Văn, Hà Nội
có diện tích khoảng 1900 m2 Nhìn chung, địa hình ở đây tương đối bằng phẳng, cao độđịa hình thay đổi không nhiều từ +0.6 đến +6.9m Do địa hình đã được san lấp nên thuậnlợi cho công tác tập kết máy móc, công tác khảo sát địa chất công trình, công tác xâydựng cũng như công tác vận chuyển sau này
1.2 Đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lí của đất đá
Khu đất xây dựng đã được tiến hành các công tác khảo sát ĐCCT sau:
Bảng 1.1: Bảng tổng hợp các công tác khảo sát giai đoạn thiết kế cơ sở
- Khối lượng thể tích tự nhiên
- Khối lượng thể tích khô
- Giới hạn chảy và giới hạn dẻo
- Lớp 1: Đất lấp-sét pha, màu nâu gụ, xám tro, lẫn rễ cây, thành phần
không đồng nhất
- Lớp 2: Sét pha, màu nâu gụ, trạng thái dẻo chảy
Trang 4- Lớp 3: Cát bụi, màu xám tro, trạng thái xốp, bão hòa nước
- Lớp 4: Cát bụi, màu xám tro, trạng thái chặt vừa, bão hòa nước
- Lớp 5: Bùn sét pha, màu xám tro
- Lớp 6: Cát bụi màu nâu gụ, trạng thái chặt vừa
- Lớp 7: Sét pha, màu xám tro, trạng thái dẻo mềm
- Lớp 8: Sét, màu nâu vàng, trạng thái nửa cứng
- Lớp 9: Sét pha, màu xám tro, trạng thái nửa cứng
- Lớp 10: Cát hạt nhỏ, màu xám tro, trạng thái chặt vừa
- Lớp 11: Sỏi lẫn cát, màu nâu xám, trạng thái rất chặt
Căn cứ theo tài liệu thu thập được trong quá trình khoan khảo sát ngoài hiện trường,thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) và kết quả phân tích thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lí củacác mẫu đất trong phòng thí nghiệm, trong phạm vi chiều sâu các hố khoan khảo sát, tínhtoán được sức chịu tải qui ước (R0) và mô đun tổng biến dạng (E0) Kết quả được trìnhbày dưới đây:
* Đối với đất dính:
- Mô đun tổng biến dạng E0.
E0 được xác định theo công thức sau:
k
m a
e 1 β o
E
2 1
eo – là hệ số rỗng ban đầu
a1-2 – là hệ số nén lún ứng với cấp áp lực trong khoảng P = 1kG/cm2 và P = 2kG/cm2
β – là hệ số biến dạng ngang, được lấy như sau:
β = 0,8 đối với cát β = 0,74 đối với cát pha
β = 0,62 đối với sét pha β = 0,4 đối với sét
mk – là hệ số chuyển đổi môđun tổng biến dạng trong phòng sang môđun tổngbiến dạng bằng phương pháp tải trọng tĩnh ngoài hiện trường Với đất có trạng thái từdẻo chảy đến chảy thì mk=1 Đất có trạng thái từ dẻo mềm đến cứng thì mk được xácđịnh trong bảng sau:
Trang 5Sét 6,0 6,0 5,5 5,5 4,5
- Sức chịu tải qui ước R0
R0 được tính theo công thức sau:
R0 = m.[( A.b + B.h) + C.D] (1.2)
Trong đó:
m – là hệ số điều kiện làm việc Với đất yếu bão hòa nước lấy m<1, còn
trong các trường hợp khác lấy m=1
A,B,D – là các hệ số được tra trong bảng phụ thuộc vào φ, C
b – là chiều rộng móng qui ước, lấy bằng 100cm
h – là chiều sâu móng qui ước, lấy bằng 100cm
C – là lực dính của đất dưới đáy móng (kG/cm2)
φ – là khối lượng thể tích tự nhiên của đất (kG/cm3)
*Đối với đất rời:
- Mô đun tổng biến dạng E0 được xác định theo công thức của T.P.Tassios,
- Sức chịu tải qui ước R0, góc ma sát trong φ được xác định theo TCXD 45-78
Sau đây em xin trình bày địa tầng và tính chất cơ lí của các lớp đất trong khu vực xây
dựng:
1.2.1 Lớp 1: Đất lấp
Đây là lớp đất nằm ngay trên bề mặt và phân bố khắp khu vực xây dựng, có bề dày
thay đổi từ 1,6m (lỗ khoan K5) đến 2,3m (lỗ khoan K2), bề dày trung bình là 1,88m
Thành phần chủ yếu là sét pha lẫn rễ cây, thành phần không đồng nhất
Trang 61.2.2 Lớp 2: Sét pha, màu nâu gụ, trạng thái dẻo chảy
Lớp này nằm dưới lớp 1, gặp ở tất cả các hố khoan, bề dày thay đổi từ 1,2m (tại lỗkhoan K4) đến 3,3m (tại lỗ khoan K2), bề dày trung bình 2,3m Thành phần chủ yếu làsét pha, màu nâu gụ, trạng thái dẻo chảy
Chỉ số SPT: N30 = 3 búa
Các chỉ tiêu cơ lí của lớp 2 được trình bày trong bảng sau:
Bảng 1.4: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lí của lớp 2
STT Các chỉ tiêu cơ lí Kí hiệu Đơn vị Giá trị
2 Khối lượng thể tích tự nhiên γw g/cm3 1,79
Trang 7φ= 9o7’ A=0,16 B=1,64 D=4,05
γw= 1,79 g/cm3 C=0,08 kG/cm2
Ta có: Ro = 1.(0,16.100 + 1,64.100).1,79.10-3 + 0,08.4,05 = 0,65 kG/cm2
1.2.3.Lớp 3: Cát bụi, màu xám tro, trạng thái xốp, bão hòa nước
Lớp 3 nằm dưới lớp 2, bề dày thay đổi từ 6,9m (lỗ khoan K1) đến 16m (lỗ khoan K3),
bề dày trung bình là 10m Thành phần chủ yếu là cát bụi, màu xám tro, trạng thái xốp,bão hòa nước
Chỉ số SPT: N30 = 7 búa
Các chỉ tiêu cơ lí của lớp 3 được thể hiện ở bảng 1.5:
Bảng 1.5: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lí của lớp 3
* Mô đun tổng biến dạng được tính theo công thức (1.3) với:
a=0 N30 = 7 búa C = 3,5
Ta có: E0 = 3,5.( 7+6) = 45,5 kG/cm3
* Sức chịu tải qui ước tra theo TCXD 45-78 có giá trị Ro = 1kG/cm2
1.2.4.Lớp 4: Cát bụi, màu xám tro, trạng thái chặt vừa, bão hòa nước
Lớp 4 nằm dưới lớp 3, bề dày thay đổi từ 2,2m (lỗ khoan K3) đến 9,9m (lỗ khoanK4), bề dày trung bình là 7,38m Thành phần chủ yếu là cát bụi, màu xám tro, trạngthái chặt vừa, bão hòa nước
Trang 8Chỉ số SPT: N30 = 13 búa
Các chỉ tiêu cơ lí được trình bày dưới bảng 1.6:
Bảng 1.6: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lí của lớp 4
* Mô đun tổng biến dạng được tính theo công thức (1.3) với:
a=0 N30 = 13 búa C = 3,5
Ta có: E0 = 3,5.(13 + 6) = 66,5 kG/cm3
* Sức chịu tải qui ước tra theo TCXD 45-78 có giá trị R0 = 1 kG/cm2
1.2.5.Lớp 5: Bùn sét pha, màu xám tro
Lớp này nằm dưới lớp 4, bề dày thay đổi từ 4,5m (lỗ khoan K4) đến 9,3m (lỗ khoanK2,K5), bề dày trung bình là 7,84m Thành phần chủ yếu là bùn sét pha, màu xám tro,trạng thái dẻo chảy
Chỉ số SPT: N30 = 3 búa
Các chỉ tiêu cơ lí được trình bày ở bảng 1.7:
Bảng 1.7: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lí của lớp 5
STT Các chỉ tiêu cơ lí Kí hiệu Đơn vị Giá trị
Trang 91 Độ ẩm tự nhiên W % 68,2
* Mô đun tổng biến dạng được tính theo công thức (1.1) với:
1.2.6.Lớp 6; Cát bụi, màu nâu gụ, trạng thái chặt vừa
Lớp này nằm dưới lớp 5, bề dày thay đổi từ 1,6m (lỗ khoan K1,K5) đến 3,3m (lỗkhoan K4), bề dày trung bình là 2,04m Thành phần chủ yếu là cát bụi, màu nâu gụ, trạngthái chặt vừa
Chỉ số SPT: N30 = 14 búa
Các chỉ tiêu cơ lí được trình bày trong bảng 1.8:
Trang 10Bảng 1.8: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lí của lớp 6
* Mô đun tổng biến dạng được tính theo công thức (1.3) với:
a=0 N30 = 14 búa C = 3,5
Ta có: E0 = 3,5.(14+6) = 70 kG/cm3
* Sức chịu tải qui ước tra theo TCXD 45-78 có giá trị R0 = 1,5 kG/cm2
1.2.7.Lớp 7: Sét pha, màu xám tro, trạng thái dẻo mềm
Lớp này nằm dưới lớp 6, bề dày thay đổi từ 2,6m (lỗ khoan K3) đến 7,2m (lỗ khoanK4), bề dày trung bình là 4,72m Thành phần chủ yếu là sét pha, màu xám tro, trạng tháidẻo mềm
Chỉ số SPT: N30 = 5 búa
Các chỉ tiêu cơ lí được trình bày trong bảng sau:
Bảng 1.9: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lí của lớp 7
STT Các chỉ tiêu cơ lí Kí hiệu Đơn vị Giá trị
2 Khối lượng thể tích tự nhiên γw g/cm3 1,91
Trang 11* Mô đun tổng biến dạng được tính theo công thức (1.1) với:
1.2.8.Lớp 8: Sét, màu nâu vàng, trạng thái nửa cứng
Lớp này nằm dưới lớp 7, bề dày thay đổi từ 1,2m (lỗ khoan K5) đến 3,3m (lỗ khoanK1), bề dày trung bình là 2,26m Thành phần chủ yếu là sét, màu nâu vàng, thái nửa cứngChỉ số SPT: N30 = 22 búa
Các chỉ tiêu cơ lí được trình bày trong bảng sau:
Trang 12* Mô đuntổng
1.2.9.Lớp 9: Sét pha, màu xám tro, trạng thái nửa cứng
Lớp này nằm dưới lớp 8, bề dày thay đổi từ 2,4m (lỗ khoan K5) đến 6,3m (lỗ khoanK4), bề dày trung bình là 4,42m Thành phần chủ yếu là sét pha, màu xám tro, trạng tháinửa cứng đến cứng
Chỉ số SPT: N30 = 18 búa
Bảng 1.10: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lí của lớp 8
STT Các chỉ tiêu cơ lí Kí hiệu Đơn vị Giá trị
Trang 13Các chỉ tiêu cơ lí được trình bày ở bảng sau:
Bảng 1.11: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lí của lớp 9
STT Các chỉ tiêu cơ lí Kí hiệu Đơn vị Giá trị
* Mô đun tổng biến dạng được tính theo công thức (1.1) với:
β= 0,62 e0 = 0,75 a = 0,018 cm2/kG mk = 4
* Sức chịu tải qui ước được tính theo công thức (1.2) với:
φ = 14o56’ A=0,275 B=2,3 D=4,845
Trang 14γw = 1,85 g/cm3 C = 0,37 kG/cm2
Ta có: R0 = 1.(0,275.100 + 2,3.100).1,85.10-3 + 4,845.0,37 = 2,27 kG/cm2
1.2.10.Lớp 10: Cát hạt nhỏ, màu xám tro, trạng thái chặt vừa
Lớp này nằm dưới lớp 9, bề dày thay đổi từ 1m (lỗ khoan K2) đến 3,3m (lỗ khoan K3),
bề dày trung bình là 2,04m Thành phần chủ yếu là cát hạt nhỏ, màu xám tro, trạng tháichặt vừa
Chỉ số SPT: N30 = 22 búa
Các chỉ tiêu cơ lí được trình bày trong bảng sau:
Bảng 1.12: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lí của lớp 10
* Mô đun tổng biến dạng được tính theo công thức (1.3) với:
a = 40 N30 = 22 búa C = 3,5
Ta có: E0 = 40 + 3,5.(22 + 6) = 138 kG/cm3
* Sức chịu tải qui ước tra theo TCXD 45-78 co giá trị R0 = 2 kG/cm2
1.2.11.Lớp 11: Sỏi lẫn cát, màu nâu xám, trạng thái rất chặt
Lớp này nằm dưới lớp 10, gặp ở độ sâu 43,2m (lỗ khoan K2) và 44m(lỗ khoan K5)
Trang 15Thành phần chủ yếu là sỏi có lẫn 1 ít cát, màu xám nâu,trạng thái rất chặt.
Chỉ số SPT: N30 = 68 búa
Các chỉ tiêu cơ lí được trình bày rong bảng dưới đây:
Bảng 1.13: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lí của lớp 11
* Mô đun tổng biến dạng được tính theo công thức (1.3) với:
a = 40 N30 = 68 búa C = 12
Ta có: E0 = 40 + 12.(68 + 6) = 928 kG/cm3
* Sức chịu tải qui ước tra theo TCXD 45-78 có giá trị R0 = 4 kG/cm2
1.3.Đặc điểm địa chất thủy văn
Căn cứ vào tài liệu thu thập được: Nước dưới đất nằm cách mặt đất từ 0,8m đến 1,0m,mực nước dao động theo mùa Nước ở đây tồn tại trong các lớp đất lấp và lớp trầm tíchhạt rời Nguồn cung cấp là nước mưa, nước mặt và nước thải sinh hoạt
Kết luận:
Trang 16Qua kết quả nghiên cứu và khảo sát ĐCCT của khu vực xây dựng, ta có thể rút ra một
2.1 Các đặc trưng của công trình xây dựng
Vấn đề ĐCCT là những vấn đề bất lợi về mặt ổn định phát sinh trong quá trình xâydựng công trình Do đó vấn đề ĐCCT không những phụ thuộc vào điề kiện tự nhiên màcòn phụ thuộc vào mục đích xây dựng công trình Tùy thuộc vào đặc điểm địa chất, mỗicông trình khác nhau sẽ phát sinh những vấn đề ĐCCT khác nhau Vì vậy việc nghiêncứu các vấn đề ĐCCT có ý nghĩa quan trọng cho phép ta dự báo những bất lợi có thể xảy
ra trong quá trình thi công và sử dụng công trình Từ đó đưa ra những giải pháp hợp lýđảm bảo công trình ổn định và kinh tế
Khu nhà được xây dựng trên địa bàn huyện Từ Liêm- Hà Nội Khu nhà được lập dự ánđầu tư xây dựng khối nhà 16 tầng với diện tích khoảng 1900m2 Công trình được xâydựng trên nền đất bao gồm các lớp sau:
Trang 17- Lớp 1: Đất lấp
- Lớp 2: Sét pha, màu nâu gụ, trạng thái dẻo chảy
- Lớp 3: Cát bụi, màu xám tro, trạng thái xốp, bão hòa nước
- Lớp 4: Cát bụi, màu xám tro, trạng thái chặt vừa, bão hòa nước
- Lớp 5: Bùn sét pha, màu xám tro
- Lớp 6: Cát bụi, màu nâu gụ, trạng thái chặt vừa
- Lớp 7: Sét pha, màu xám tro, trạng thái dẻo mềm
- Lớp 8: Sét, màu nâu vàng, trạng thái nửa cứng
- Lớp 9: Sét pha, màu xám tro, trạng thái nửa cứng
- Lớp 10: Cát hạt nhỏ, màu xám tro, trạng thái chặt vừa
- Lớp 11: Sỏi lẫn cát, màu nâu xám, trạng thái rất chặt
Như vậy dựa trên cấu trúc nền ta thấy đất nền gồm nhiều lớp với khả năng mang tải khácnhau trong đó có các lớp sét pha trạng thái dẻo chảy đến nửa cứng và các lớp cát bụitrạng thái từ xốp đến chặt vừa Do đó khi xây dựng công trình có thể phát sinh các vấn
Dựa vào mặt cắt ĐCCT ta có thể thấy lỗ khoan K3 nằm gần công trình hơn cả cho nên
em chọn địa tầng tại lỗ khoan K3 để tính toán
2.2.1 Chọn vật liệu và kết cấu cọc
Với giải pháp đã chọn là cọc khoan nhồi, ta chọn các loại vật liệu làm cọc như sau:
- Cọc bê tông cốt thép, tiết diện tròn, đường kính 0,8m
- Bê tông làm cọc mác 300#, Rn = 1300T/m2
- Cốt thép dọc là thép A-II, chọn 10 thanh Ф 20
Vậy cốt thép đạt yêu cầu về diện tích chịu lực cốt thép
- Cốt thép đai là thép A-I, đường kính Ф8, với khoảng cách bước đai là 20cm
Trang 182.2.2 Chọn chiều sâu dặt đài và chiều dài cọc.
Theo kết quả khảo sát địa tầng thì khu vực xây dựng được chia thành 11 lớp Trong đólớp 11 là sỏi lẫn cát màu nâu xám, trạng thái rất chặt, có sức chịu tải cao R0 = 4 kG/cm2,
độ biến dạng nhỏ E0 = 928 kG/cm2 Căn cứ vào đó nên em chọn lớp này đặt mũi cọc
- Chọn chiều sâu đặt đài:
Trong trường hợp có tải trọng ngang, giả sử tải trọng ngang do toàn bộ đất từ đáy đàitrở nên tiếp nhận, vậy chiều sâu đặt móng của móng cọc đài thấp phải thỏa mãn điềukiện sau:
h ≥ 0,7.hmin
hmin = tg(450 + )
Trong trường hợp tải trọng ngang của công trình có thể bỏ qua thì độ sâu của móng cọcđài thấp cần đảm bảo cho đế đài đủ chiều cao đủ chiều cao chịu lực để đài khỏi trồi lêntrên bề mặt, không làm hư hại đến nền móng công trình lân cận Vậy:
- Chọn chiều dày đài cọc là h = 2m
- Độ ngàm sâu của cọc vào đài là hcs = 0,5m
- Chiều sâu chôn đài (tính từ mặt đất đến nóc đài) là h1 = 0,5m
- Chiều sâu đặt đài là: hđ = h+ h1 = 2 + 0,5 = 2,5m
- Cọc ngàm vào lớp 11 một đoạn 2m
- Do đó chiều dài cọc là: 43,4m
- Chiều dài phần cọc không ngàm vào đài là: l = 43,4 – 0,5 = 42,9m
2.2.3 Xác định sức chịu tải của cọc theo phương thẳng đứng.
a Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được tính theo công thức sau:
Pvl = φ.m.( Rbt.Fbt + Rct.Fct )
Trong đó:
φ : hệ số chịu uốn dọc trục, φ=1
m: hệ số điều kiện làm việc của cọc, m = 0,85
Rbt: cường độ chịu nén giới hạn của bê tông, với bê tông mác 300# ta có
Rbt = 1300 T/m2
Rct: cường độ chịu kéo giới hạn của cốt thép chủ, với thép A-II ta có
Trang 19b Sức chịu tải của cọc theo đất nền.
Sức chịu tải của cọc theo đất nền được tính theo công thức sau:
Pđn = 0,7.m.( α1.α2.U + α3.Fc )
m : hệ số điều kiện làm việc của cọc, m = 0,85
α1: hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc, α1 = 1
α2: hệ số kể đến ma sát giữa đất và cọc, α2 = 1
α3: hệ số ảnh hưởng của việc mở rộng chân cọc đến sức chịu tải của nền đất ởmũi cọc, α3 = 1
U: chu vi tiết diện ngang của cọc, U = 2.π.0,4 = 2,513 m
li: chiều dày của lớp đất thứ I mà cọc xuyên qua
n: số lớp đất trong phạm vi chiều dài cọc
: lực ma sát giới hạn đơn vị trung bình của mỗi lớp đất mà cọc xuyên qua (bảng3.5 giáo trình nền và móng công trình)
Fc: diện tích tiết diện ngang của cọc, Fc = π.0,42 = 0,5 m2
: cường độ nền đất dưới mũi cọc ( bảng 3.6 giáo trình nền và móng công trình), = 1000 T/m2
Do cọc khoan nhồi được đưa qua từ lớp 2 đến lớp 11, nên ta có:
Bảng 2.1: Lực ma sát giới hạn đơn vị
Trang 20c Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm SPT
Sức chịu tải của đất nền xác định theo thí nghiệm SPT:
Trang 21
LS: chiều dài đoạn cọc nằm trong đất cát:
LS = 16 + 2,2 + 1,8 + 3,4 = 23,4 m
NP: chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc, NP = 68
Fc: diện tích tiết diện mũi cọc, Fc = 0,5 m2
2.2.4 Xác định sơ bộ diện tích đài cọc
Theo thiết kế, tải trọng công trình: Ntc = 780 T/trụ Theo tiêu chuẩn TCXD 45-78 thìkhoảng cách giữa 2 tim cọc gần nhất phải thỏa mãn điều kiện:
3d ≤ C ≤ 5d, với d là đường kính cọc d = 0,8m Trong trường hợp này ta chọn khoảngcách giữa 2 tim cọc là C = 3d = 2,4m
Ứng suất trung bình dưới đáy móng:
T/m2
Trang 22Diện tích sơ bộ của đáy đài được xác định như sau;
(2.2)
Trong đó:
Ntc : tải trọng tiêu chuẩn truyền xuống đài cọc, Ntc = 780 T
γtb : khối lượng thể tích trung bình của đất và đài trên đài, γtb = 2,5 T/m2
hđ : chiều sâu đáy đài, hđ = 2,5m
Thay vào công thức (2.2) ta được:
m2
2.2.5 Xác định số lượng cọc trong đài
Số lượng cọc trong đài được xác định theo công thức:
Trong đó:
β : hệ số khinh nghiệm kể đến ảnh hưởng của tải trọng ngang và mômen, chọn β = 1,3
Ntc: tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên đài cọc, Ntc = 780 T
G: trọng lượng đài và phần đất trên đài được tính theo công thức sau:
G = Fsb.γtb.hđ (2.3)
Với:
Trang 23Fsb : diện tích sơ bộ đài cọc, Fsb = 24,11 m2
γtb : khối lương thể tích trung bình của đài và đất trên đài, γtb = 2,5 T/m3
hđ : chiều sâu đáy đài, hđ = 2,5 m
Thay vào công thức (2.3):
G = 24,11.2,5.2,5 = 150,69 T/m2
Thay vào công thức (2.2):
Để đảm bảo cho các cọc làm việc một cách an toàn chọn nc = 6 cọc
2.2.6 Sơ đồ bố trí cọc trong đài
0,8m 2,4m
6m
0,2m
Hình 2.1: Sơ đồ bố trí cọc trong đài
2.2.7 Kiểm tra lực tác dụng lên cọc
Tải trọng tác dụng lên mỗi cọc phải thỏa mãn điều kiện:
P0max ≤ Ptt
Trang 24Fttđ : diện tích tính toán đài cọc, Fttđ = 6.3,6 = 21,6 m2
Thay vào công thức (2.5):
G = 21,6.2,5.2,5 = 135 T
Thay vào công thức (2.4):
T
Ta thấy P0max = 152,5 T < Ptt = 210,8 T nên điều kiện chịu lực của cọc thỏa mãn
2.2.8 Kiểm tra cưởng độ đất nền
Để kiểm tra cường độ đất nền dưới mũi cọc ta coi cọc và đất xung quanh cọc là mộtmong khối qui ước, phạm vi của móng khối qui ước được giới hạn bởi góc mở α nhưhình 2.2
Trang 26
(2.6) (2.7)
Trong đó:
φtb : góc ma sát trung bình của các lớp đất từ mũi cọc trở lên
φi : góc ma sát trong của lớp thứ i
li : chiều dày lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua
Thay vào công thức (2.6):
Chiều rộng móng khối qui ước được xác định theo công thức:
Bqư = B + 2.l.tgα (2.8)
Trong đó:
B: khoảng cách giữa 2 mép ngoài của cọc, B = 3,2 m
l : chiều dài cọc tính từ đáy đài, l = 42,9 m
Thay vào công thức (2.8):
Trang 27Trong đó:
Ntc : tải trọng tác tiêu chuẩn tác dụng lên móng qui ước, Ntc = 780 T
Pđ : trọng lượng của đất trong móng khối qui ước, được xác định theo công thứcsau:
Pđ = γtb.l.(Fqư – nc.Fc) (2.9)
Với:
γtb : khối lượng thể tích trung bình của các lớp đất mà cọc đi qua, lấy bằng γtb
của các lớp đất sét do các lớp đất rời không tiến hành thí nghiệm xác định khối lượng thểtích tự nhiên γ
Fc : diện tích tiết diện ngang của cọc, Fc = 0,5 m2
l : chiều dài cọc tính từ đáy đài, l = 42,9 m
Thay vào công thức (2.9):
Trang 28Pđ = 1,7.42,9.(178,63 – 6.0,5) = 12808,7 T
Pcọc : trọng lượng của các cọc trogn đài được xác định theo công thức sau:
Pcọc = γc.l.nc.Fc (2.10)
Với: γc : khối lượng thể tích của cọc, γc = 2,5 T/m3
l : chiều dài cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc, l = 42,9 m
nc : số cọc, nc = 6 cọc
Fc : diện tích tiết diện ngang của cọc, Fc = 0,5 m2
Thay vào công thức (2.10):
Pcọc = 2,5.42,9.6.0,5 = 321,75 T
G : trọng lượng của đài và đất trên đài, G = 135 T
Thay vào công thức (2.11):
Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối qui ước, RH tính theo công thức;
RH = m.( A.Bqư.γ + B.hqư.γ’ + C.D ) (2.12)