DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG II DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Vấn đề địa chất công trình là vấn đề bất lợi về mặt ổn định, về mặt kinh tế cũng nhưkhả năng xây dựng và sử dụng công trình, phát

CHƯƠNG II DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

Vấn đề địa chất công trình là vấn đề bất lợi về mặt ổn định, về mặt kinh tế cũng nhưkhả năng xây dựng và sử dụng công trình, phát sinh do điều kiện địa chất công trìnhkhông đáp ứng được các yêu cầu làm việc bình thường của công trình.Khi khảo sát địachất công trình, việc dự báo các vấn đề địa chất công trình có ý nghĩa rất quan trọng Nócho phép biết được những vấn đề bất lợi của điều kiện địa chất công trình đến việc xâydựng một công trình cụ thể, từ đó có thể đưa ra các giải pháp thích hợp để khắc phục,đảm bảo công trình xây dựng kinh tế và ổn định lâu dài

2.1.Đặc điểm của công trình xây dựng

Công trình xây dựng là nhà ở khu di dân giả phóng mặt bằng thuộc phường PhuThượng, quận Tây Hồ, Hà Nội

Thông số xây dựng của công trình như sau:-Nhà A3: 6 tầng có tải trọng 210 tấn/trụ

2.2 Phân tích khả năng phát sinh các vấn đề địa chất công trình

Qua việc nghiên cứu và đánh giá các điều kiện Địa chất công trình nhà ở khu di dângiải phóng mặt bằng thuộc phừng Phu Thượng, quận Tây Hồ, Hà Nội, chao thấy cấu trucnền ở đây không đồng nhất Đất nền ở đây gồm 7 lớp Bề dầy mỗi lớp có sự biến đổi Vìvậy khi xây dựng công trình có thể phát sinh các vấn đề địa chất công trình sau:

+ Vấn đề sức chịu tải của đất nền;

+ Vấn đề biến dạng

Như vậy vấn đề dự báo về ĐCCT khu nhà A3 được dự báo cụ thể các vấn đề sau:

2.2.1 Vấn đề sức chịu tải của đất nền

Khi công trình xây dựng trên nền đất có sức chịu tải thấp, đất nền sẽ không đáp ứngđược điều kiện làm viêc bình thường của công trình Việc đánh giá khả năng chịu tải củađất nền cần gắn liền với quy mô kết cấu công trình Kết quả đánh giá khả năng chịu tảicủa các lớp đất là cơ sở để lựa chọn giải pháp kết cấu móng và lớp đặt móng cho côngtrình

Với quy mô, tải trọng thiết kế lớn tại vị trí xây dựng công trình có cấu truc đất nềnchủ yếu là lớp bùn sét ở nông có chiều dầy lớn, sức chịu tải nhỏ Đối với tải trọng 210

tấn/trụ của nhà A3 nếu đặt móng nông sẽ xảy ra hiện tượng lun mạnh gây ảnh hưởng tới

sự ổn định của công trình

2.2.2 Vấn đề biến dạng của đất nền

Công trình xây dựng trên đất nền, đặc biệt là đất nền có sức chịu tải thấp, thườngphát sinh biến dạng lun Biến dạng lun của đất nền nếu vượt quá giới hạn cho phép thì sẽgây biến dạng và hư hỏng công trình Việc đánh giá khả năng biến dạng lun đặc biệt làlun không đều, có ý nghĩa rất quan trọng trong việc tìm kiếm giải pháp kết cấu tốt nhất,đảm bảo sự ổn định lâu dài và làm việc bình thường của công trình Để đánh giá đặc điểm

và khả năng lun của công trình cần đánh giá quá trình biến dạng lun theo thời gian Kếtquả đánh giá biến dạng lun theo thời gian cho phép xác định tiến độ và thứ tự thi côngcông trình hợp lý

2.3 Kiểm toán các vấn đề địa chất công trình.

Việc tính toán dự báo các vấn đề ĐCCT phụ thuộc vào đặc điểm công trình và giảipháp về móng công trình.Vì vậy trước khi tính toán dự báo cần phải luận chứng giải phápmóng và thiết kế sơ bộ móng công trình để việc tính toán dự báo được cụ thể, chính xácđối với công trình

2.3.1.Luận chứng giải pháp móng công trình.

Nhà A3 tầng có tải trọng 210 tấn/trụ.

Trong giai đoạn khảo sát sơ bộ đã tiến hành 3 lỗ khoan khảo sát, trong đó ta lựa chọntrụ lỗ khoan K3 để phân tích và lựa chọn giải pháp móng cho công trình ( lỗ khoan K3 làlỗ khoan nằm trong phạm vi móng của công trình ) Từ hình trụ lỗ khoan K3, ta có đượccấu tạo của các lớp đất nền như sau

Hình ảnh lỗ khoan k3-Lớp 1: đất lấp có thành phần ở trên là cát hạt nhỏ, dưới là sét, sét pha lẫn phế thải xây dựng;

-Lớp 3: sét pha màu nâu đỏ,xám vàng, loang lổ, trạng thái cứng;

Phân bố ở độ sâu từ 3,0-15,2m, bề dày của lớp là 12,2 m đây là lớp đất chịu tải khá, biến dạng trung bình

R0 =2,83 kG/cm2 E0= 223,98 kG/cm2

-Lớp 4: sét pha màu hồng, trạng thái dẻo cứng;

Phân bố ở độ sâu từ 14,2-16,4m, bề dày của lớp là 2,2m, đây là lớp chịu tải trung bình, biến dạng yếu…

R0 =2,02 kG/cm2 E0= 17,46 kG/cm2

-Lớp 6: cát pha màu nâu xẫm, trạng thái dẻo;

Phân bố ở độ sâu 16,4-20,1m, bề dày của lớp là 3,7m, đây là lớp có biến dạng trung bình

và khả năng chịu tải nhỏ

-Lớp 7: sỏi sạn lẫn cát hạt trung màu xám vàng,trạng thái rất chặt

Phân bố ở độ sâu từ 20,1-25m, bề dày trung bình của lớp là 4,9m, đây là lớp có biến dạngrất nhỏ và sức chịu tải rất lớn

R0 = 6 kG/cm2 E0=720 kG/cm2

Gi i pháp móng ả

2.3.2 Thiết kế sơ bộ móng.

2.3.2.1 Lựa chọn kích thước đài cọc và các thông số của cọc.

Căn cứ vào địa tầng khu vực và sự phức tạp của các lớp đất đá, tải trọng công trình là

210 tấn/trụ, phần trên của khu vực khảo sát bao gồm các lớp sét cứng, dẻo cứng và dẻo,

là các lớp đất yếu có sức chịu tải rất thấp vì vậy nếu lựa chọn giải pháp móng nông là không hợp lí về kĩ thuật, không đảm bảo khả năng biến dạng và lun của công trình

Chính vì vậy tôi quyết định lựa chọn giải pháp móng cọc, cọc được sử dụng sẽ là cọc Bê tông đuc sẵn kích thước 30x30 cm, mũi cọc sẽ đặt tại lớp 7 và cắm sâu vào lớp 1,5m, sâu 21m Đài cọc được lựa chọn ở độ sâu 2,5m; cọc ngàm vào đài 0,5m Vì vậy chiều dài cọc

sẽ là 19m, cọc thi công bằng phương pháp ép tĩnh

 Bê tông Mac 300#,

 Cốt thép CT-3 , cốt thép chịu lực Φ20, cốt thép đai Φ6

 Mac bê tông làm đài 250#

Tổng chiều sâu đặt cọc là 21,5m

Chiều dài cọc (tính cả phần cọc ngàm vào đài): l= 21- 2,5+ 0,5+ 1,5= 20,5m

Theo quy phạm thì chiều dài cọc và kích thước cọc phải thỏa mãn điều kiện:

L/d < 100

Trong đó:

L: tổng chiều dài của cọc L= 20,5m

D: đường kính cọc d=0,3m

Vậy ta có L/d = 20,5/0,3 = 68.33 thỏa mãn điều kiện trên

2.3.2.2 Tính toán chi tiết.

Tính toán sức chịu tải của cọc.

 Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc.

Trong đó:

P - sức chịu tải của cọc (T)

m – hệ số làm việc của cọc, lấy m=0,85 (tra bảng 3.1 giáo trình nền và móng công trình)

φ – hệ số chịu uốn dọc trục, phụ thuộc tỷ số L/d, φ= 1

Rbt – cường độ chịu kéo giới hạn của bê tông (tra bảng PL.1-13 giáo trình nền móng ) Rbt= 40% Mac bê tông = 1200 (T/m2)

Rct – cường độ chịu kéo giới hạn của cốt thép chủ, (tra bảng PL.1-12 giáo trình nềnmóng) Rct = 2100 (kG/cm2) = 21000 (T/m2)

-Fct – diện tích tiết diện ngang của cốt thép chủ

+ Một thanh thép chủ có Φ20 có tiết diện ngang là :

Fcọc = (rcọc)2 =3,14 0,32= 0,28 (m)

Vậy Fbt= 0,28 -0,00314= 0,28 (m2)

Thay số vào (2.1) ta được:

P = 0,85.1.(1200.0,5 + 21000.0,00314) = 665,94 T

 Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ chịu tải của đất nền.

Giả thiết ma sát xung quanh than cọc phân bố đều trong phạm vi lớp đất theo chiều sâu và trên tiết diện ngang của cọc Sức chịu tải của cọc theo cường độ của đất nền được áp dụng theo công thức (đối với cọc ma sát, cọc chịu nén):

Pđn = 0,7.m.(α1 α2.U.il i + α3.Fc.) (2.2)

Trong đó:

Pđn – sức chịu tải của cọc theo đất nền (T)

m – hệ số đều kiện làm việc của cọc, m = 0,85

α1 – hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc, lấy theo bảng 3.2(Cơ đất nền móng),α1= 0,9

α2 – hệ số kể đến ma sát giữa đất và cọc, α2=1,0

α3 – hệ số ảnh hưởng của việc mở rộng chân cọc đến sức chụi tải của nền đất ở mũi cọc, tra bảng 3.4( Cơ đất nền móng), α3 = 1

U – chu vi tiết diện ngang của cọc, U = 2.3,14.0,4= 2,512 (m)

li – chiều dày lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua

i–lực ma sát giới hạn đơn vị trung bình của mỗi lớp đất mà cọc xuyên qua

Fc – diện tích tiết diện ngang của cọc, Fc = 0,5 (m2)

– cường độ của nền đất dưới mũi cọc, tra bảng 3.6 (cơ học đất nền móng),

= 1340 (T/m2)

Khi xác định ma sát thành bên i theo cách tra bảng Sự phân chia và tính toán ma sát quanh cọc được thể hiện trong bảng sau

Bảng 2.1 Bảng kết quả tính toán lực ma sát trung bình.

Lớp Chiều sâu

(m) i.li (T/m)

Tính toán xác định kích thước đài cọc, số lượng cọc và cách bố trí cọc trong đài.

Hình dáng và kích thước của đài cọc phụ thuộc vào hình dáng và kích thước của đáy công trình, phụ thuộc vào số lượng và cách bố trí cọc trong đài

Theo quy phạm thì khoảng cách giữa các tim cọc trong đài r ≥ 3d ( với d là đường kính cọc ) ta chọn r = 3d = 3.0,8 =2,4 (m) để tận dụng tối đa sự làm việc của cọc trong đài.Nếu thay tác dụng của phản lực đầu cọc lên đế đài bằng tác dụng của áp lực lên đáy đài thì áp lực đó được xác định theo công thức:

σtb = = = 115,61 (T/m2)Diện tích sơ bộ của đáy đài phải thỏa mãn điều kiện:

.

.

h

P n F

tb tb

tc đ

h – độ sâu đáy đài là 2,5 m

Ptc – tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên đài, Ptc= 210 T

n – hệ số vượt tải, lấy n=1,1

Vậy diện tích sơ bộ đáy đài là Fđ = m2

Chọn diện tích đài cọc là 1,92( m2)

 Xác định số cọc trong đài.

Số lượng cọc trong đài được xác định theo công thức:

trong đó:nc – số lượng cọc trong đài

Ptt – sức chịu tải tính toán của cọc, Ptt = 665,94 T

β - hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hưởng của tải trọng ngang và moomen, β

và kích thước như hình vẽ:

Như vậy diện tích đài cọc thực tế = (2.3d.cos45 + d + 0.075)2 = 2,7 m2

Kiểm tra độ an toàn của cọc và đất nền:

Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc.

Trọng lượng đài và đất phủ lên đài thực tế:

Gtt = n.Fđ tb

γ.h= 1,1 2,7 2,2 2 =13,07 (T)Tải trọng tác dụng lên cọc là:

Pm = = = 48,6 (T)

Ta thấy Pm <Ptt ,tải trọng tác dụng lên cọc nhỏ hơn sức chịu tải của đất nền Vậy cọc chịu được tải trọng công trình truyền xuống

Kiểm tra cường độ của nền đất dưới mũi cọc.

Để kiểm tra, ta coi đài cọc, cọc và đất xung quanh cọc là một móng khối quy ước Phạm vi móng khối quy ước được xác định bằng góc mở α :

l

l.

ϕϕ

φi – góc ma sát trong của lớp thứ i

li – chiều dày lớp đất thứ I mà cọc xuyên qua

'3110

=

=α

Móng khối quy ước

Diện tích móng khối quy ước được xác định như sau:

Fqu = (A + 2.l.tgα).(B + 2.l.tgα)A= B = 2.3d.cos45 + d =1,6

l–chiều dài phần cọc làm việc trong đất, l = 24 m

Fqu = (1,6+2.24.tg2,6o) (1,6+2.24.tg2,6o) = 14,29 ( m2)Nền đất dưới móng khối quy ước ổn định khi:

σtt≤ Rgh

trong đó:σtt - ứng suất do tải trọng công trình và trọng lượng móng khối quy ước gây ra tại đáy móng khối quy ước, được tính như sau:

F

G

N +

(2.5)

Ntc – tải trọng tiêu chuẩn của công trình, Ntc= Ptc= 230 T

Fqu – diện tích đáy móng khối quy ước, Fqu = 14,29 (m2)

Gqu – trọng lượng móng khối quy ước (T)

Giả thiết khi thi công cọc, đất trong phạm vi móng khối quy ước bị dồn chặt lại và không bị dich chuyển ra ngoài hay bị trồi lên Khi đó khối lượng móng khối quy ước được xác định như sau:

Gđ – khối lượng của đài và đất lấp trên đài:

Gđ = n.hđ.Fqu.γtb= 1,1 2 14,29 2,2 = 69,14 (T)

n =1,1 – hệ số vượt tảihđ– chiều cao của đài

γ tb –khối lượng thể tích trung bình của đất và bê tông nằm trên đài,

γ tb= 2,2 (T/m3)

Qc – trọng lượng cọc dưới đáy đài

Qc = nc.l.Fc.γc= 5 24 0,09 2,5 = 27 (T)

γ c – khối lượng thể tích cọc, γc= 2,5 (T/m3)Thể tích phần cọc dưới đáy đài :

Vc= nc.Fc.l = 5 0,09 24 = 10,8 (m3)Thể tích phần móng khối quy ước dưới đáy đài :

V = Fqu.(H-hđ)=14,29 (26-2)= 342,96 (m3)Thể tích phần đất dưới đáy đài :

Vđ = V – Vc =342,96 – 10,8 = 332,16 (m3)Qqu – trọng lượng phần đất dưới đáy đài :

Qqu = γ’ Vđ

γ’–khối lượng thể tích trung bình của các lớp đất nằm trên đáy móng khối quy ước, γ’=1,9 T/m3

Qqu = 1,9.332,16 =631,1 (T)

Thay số vào (2.6) : Gqu = 69,14+ 27 + 631,1= 727,24 (T)

Thay số vào (2.5) ta được :

σtt =

99,6629

,14

24,727230

=+

(T/m2)Rgh – sức chịu tải giới hạn của đất nền dưới đáy móng khối quy ước

c D h

B b

A m R

(2.7)

m – hệ số điều kiện làm việc của nền và công trình, m = 1

c – lực dính của đất dưới đáy móng khối quy ước, c = 0 (kG/cm2)

b – chiều rộng đáy móng khối quy ước, b =1,6+2 24 tg2,6o = 3,78 m

A, B, D – hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong φ của lớp đất dưới đáy móng khối quy ước,φ = 33,4o tra bảng ta được A= 1,487 ; B= 6,95 ; D = 9,01

γ – khối lượng thể tích đất dưới đáy móng khối, γ = 1,7 (T/m3)

γ’ - khối lượng thể tích trung bình của các lớp đất nằm trên đáy móng khối quy ước, γ’=1,9 T/m3

H – chiều sâu của đáy móng khối quy ước, H= 26 m

Thay số vào (2.7) ta được :

Rgh = 1.(1,487.3,78 1,7 +6,95.26.1,9)+9,01.0= 352,9 (T)

Ta thấy σtt<Rgh, vậy nền đất ổn định về cường độ

Kiểm tra khả năng chọc thủng đài cọc.

Để đài cọc không bị chọc thủng trong quá trình làm việc thì bề dày của phần bê tông chống chọc thủng đài của cọc phải thỏa mãn điều kiện :

ho – bề dày bê tông chống chọc thủng đài, ho = hđ – 0,5 = 2 – 0,5 =1,5m

Pm – tải trọng tác dụng lên cọc, Pm = 48,6 T

U – chu vi tiết diện ngang của cọc , U = 0,3 4 = 1,2 m

[τ] –cường độ kháng cắt giới hạn của bê tông, theo kinh nghiệm lấy

[τ] = = = 110 (T/m2) (Rn – cường độ kháng nén của bê tông)

Thay số vào (2.8) ta được :

= 0,4 (m) < ho = 1,5 (m)Như vậy đài không bị chọc thủng do cọc

2.3.2.7.Vấn đề biến dạng lún của đất nền.

Khi thiết kế xây dựng và sử dụng công trình thì độ lun cuối cùng của công trình không được vượt quá độ lun giới hạn cho phép, tức là phải thỏa mãn điều kiện :

S ≤ [Sgh]

S – tổng độ lun cuối cùng của công trình

[Sgh] – độ lun giới hạn cho phép, với công trình dân dụng [Sgh] = 8(cm)

Coi móng cọc là móng khối quy ước có kích thước 3,78x 3,78 (m), chiều sâu đáy móng là 26(m), ta tính lun như đối với móng nông

H – chiều sâu của đáy móng khối quy ước, H= 26 m

Vậy áp lực gây lun tại đáy móng là :

Pgl = 66,99 – 1,9.26 = 17,59 (T/m2)Ứng suất phụ thêm tại các điểm tính theo công thức :

σzi = ko.Pgl

ko – hệ số ứng suất ở tâm móng, tra bảng phụ thuộc l/b và z/b

l- Chiều dài móng khối quy ước l=3,78 mb-Chiều rộng móng khối quy ước b = l = 3,78

Áp lực bản thân được tính theo công thức :

σibt = γ’.H + γiziγ’ - khối lượng thể tích trung bình của các lớp đất nằm trên đáy móng khối quy ước, γ’=1,9 T/m3

H – chiều sâu đáy móng khối quy ước, H = 26 m

γi – khối lượng thể tích của lớp đất thứ izi– chiều sâu từ đáy móng đến lớp đất thứ iChia đất nền thành những lớp phân tố có chiều dày hi = 0,5m

Kết quả được tính toán như bảng sau :

Tại điểm tính thứ 5 có σzi<0,2σibt , vậy vùngbị nénép là 2,5 m

Ta có độ lun cuối cùng được tính theo công thức:

oi

h E

: Hệ số phụ thuộc vào loại đất (lấy = 0,8)

: Môđun tổng biến dạng của lớp đất, Eo=1205 (T/m2)

: ứng suất phụ thêm ở giữa phân tố thứ i

S = = 0,0234 m = 2,34 cm

S = 2,34cm < Sgh = 8cmKết luận: công trình làm việc trong điều kiện ổn định về biến dạng và lun

Như vậy công trình làm việc bình thường

Ta có sơ đồ biểu diễn ứng suất dưới đáy móng khối quy ước như sau:

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ KHẢO SÁT ĐCCT CHO GIAI ĐOẠN THIẾT KẾ KỸ

THUẬT

3.1 Luận chứng cho nhiệm vụ thiết kế.

3.1.1 Kết quả khảo sát địa chất công trình ở giai đoạn nghiên cứu khả thi.

Công trình nhà B và C thuộc Ủy ban nhân dân phường Trung Hòa được xây dựngtại địa bàn phường Trung Hòa, Đống Đa, Hà Nội.Trong quá trình khảo sát địa chất côngtrình sơ bộ đã tiến hành các dạng công tác sau:

 Đo vẽ bản đồ địa hình trên phạm vi xây dựng tỷ lệ 1/1.000

 Công tác khoan thăm dò: Đã tiến hành 4 hố khoan với tổng chiều sâu là 140m

 Công tác lấy mẫu: Đã lấy và thí nghiệm mẫu nước và mẫu đất Trên cơ sở đó đãthành lập được bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất

Từ các kết quả khảo sát ĐCCT sơ bộ thu được ngoài hiện trường, kết hợp với kếtquả thí nghiệm trong phòng, tôi đã sơ bộ đưa ra mặt cắt địa chất công trình cho toàn khuvực nghiên cứu, phân chia được địa tầng, xác định được chiều sâu, ranh giới giữa các lớp,đưa ra bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của đất nền, sơ bộ đánh giá được đặc điểm địa tầngtrong khu vực xây dựng và khả năng xây dựng của đất nền, cung cấp các tài liệu cần thiết

để sơ bộ thiết kế công trình

3.1.2 Nhiệm vụ khảo sát địa chất công trình ở giai đoạn thiết kế kỹ thuật.

3.1.2.1 Những vấn đề còn tồn tại trong giai đoạn khảo sát ĐCCT sơ bộ.

Kết quả khảo sát ĐCCT sơ bộ nhằm mục đích chọn được khu đất xây dựng tốtnhất trên cơ sở phương án so sánh và cung cấp các tài liệu cần khảo sát ĐCCT cần thiếtcủa phương án được lựa chọn để sơ bộ thiết kế công trình Do đó các kết quả khảo sátĐCCT sơ bộ thu được còn tồn tại một số hạn chế như:

 Mật độ lỗ khoan còn thưa vì vậy chưa làm rõ được chính xác các địa tầng

 Chưa lấy đủ số lượng mẫu dẫn đến việc không có đủ số liệu để chỉnh lý tính toáncác thông số cần thiết

 Chưa bố trí các dạng khảo sát hiện trường để cung cấp thông tin địa kỹ thuật nhằmđưa ra giải pháp móng phù hợp

 Mẫu nước còn chưa được thí nghiệm

3.1.2.2 Nhiệm vụ.

Từ những vấn đề còn tồn tại nêu trên, việc thiết kế khảo sát địa chất công trình chitiết nhằm mục đích giải quyết những vấn đề còn tồn tại ở giai đoạn khảo sát sơ bộ, chínhxác hoá điều kiện địa chất công trình, khẳng định sự đung đắn của việc lựa chọn khoảnhđất xây dựng, là cơ sở để bố trí các hạng mục công trình trên diện tích xây dựng, lựa chọn

kiểu và kết cấu móng thích hợp, xác định lớp và chiều sâu đặt móng Kết quả khảo sátcòn phải cung cấp các tài liệu cần thiết như địa tầng, các giá trị tiêu chuẩn và tính toáncủa các đặc trưng cơ lý với độ chính xác yêu cầu để thiết kế nền móng, tính toán ổn địnhcông trình và dự báo độ lun có thể xảy ra Trong quá trình khảo sát ĐCCT chi tiết cần dựbáo được sự thay đổi của một số yếu tố của điều kiện ĐCCT do quá trình xây dựng và sửdụng công trình gây nên Do đó tài liệu trong giai đoạn khảo sát ĐCCT chi tiết sẽ cungcấp những số liệu cần thiết cho thiết kế kỹ thuật và thi công công trình, cụ thể trong giaiđoạn khảo sát ĐCCT chi tiết cần phải giải quyết những vấn đề sau:

 Xác định chính xác ranh giới các đơn nguyên địa chất công trình

 Lấy đủ mẫu thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất nền và đưa ra các giá trịtiêu chuẩn, các giá trị tính toán

 Bổ sung thêm các dạng công tác thí nghiệm ngoài trời

 Bố trí them các tuyến khảo sát ĐCCT

 Lấy mẫu nước và tiến hành thí nghiệm xác định thành phần hóa học của nước

Để khắc phục những hạn chế còn tồn tại trong giai đoạn khảo ĐCCT sơ bộ.Cungcấp các tài liệu cần thiết để luận chứng bản vẽ thiết kế kỹ thuật phục vụ cho việc thiết kếthi công công trình Trong giai đoạn khảo sát ĐCCT chi tiết tôi dự kiến tiến hành cácdạng công tác sau:

1 Công tác thu thập tài liệu và lập phương án khảo sát

2 Công tác trắc địa

3 Công tác khoan thăm dò

4 Công tác lấy mẫu thí nghiệm

5 Công tác thí nghiệm trong phòng

6 Công tác thí nghiệm ngoài trời

7 Công tác chỉnh lý tài liệu và viết báo cáo

3.2 Thiết kế các dạng khảo sát ĐCCT.

3.2.1.Công tác thu thập tài liệu, viết phương án.

3.2.1.1 Mục đích.

Công tác thu thập tài liệu nhằm tập hợp các kết quả khảo sát ở giai đoạn trước, trên

cơ sở đó luận chứng nhiệm vụ thiết kế từ đó lựa chọn được các tuyến khảo sát tốt nhất

Công tác thu thập tài liệu còn nhằm tránh được sự trùng lặp giữa các công trình thăm dò,tiết kiệm về kinh tế, thời gian và nhân lực.

3.2.1.2 Nội dung.

Công tác thu thập tài liệu được tiến hành ngay sau khi nhận nhiệm vụ khảo sát.Các tài liệu thu thập phải đảm bảo đầy đủ, chính xác, rõ ràng, bao gồm: các tài liệu về khítượng, các tài liệu về địa chất, địa chất thuỷ văn, các hiện tượng địa chất công trình vàtoàn bộ tài liệu khảo sát địa chất công trình ở giai đoạn trước Cụ thể thu thập các tài liệusau:

 Tài liệu địa lý tự nhiên, dân cư, kinh tế, giao thông khu vực nghiên cứu

 Tài liệu về địa chất, địa hình- địa mạo và địa chất thuỷ văn khu vực xây dựng

 Tài liệu khảo sát ĐCCT giai đoạn khảo sát sơ bộ

 Tài liệu về tải trọng và kết cấu công trình

 Bản vẽ mặt bằng quy hoạch tổng thể

3.2.1.3 Phương pháp tiến hành.

Việc thu thập tài liệu được tiến hành bằng cách tìm, đọc và tham khảo chính xáccác tài liệu trong giai đoạn khảo sát ĐCCT sơ bộ khu vực nghiêm cứu

Trong quá trình thu thập tài liệu phải có sự kết hợp đánh giá chọn lọc Trên cơ sở đó rut

ra được khối lượng các công tác cần làm ở giai đoạn này

3.2.2 Công tác trắc địa

3.2.2.1 Mục đích

Công tác trắc địa nhằm mục đích đưa các công trình thăm dò từ bản vẽ ra ngoàithực địa và ngược lại chuyển các công trình thăm dò từ ngoài thực địa vào bản vẽ.Xácđịnh chính xác các toạ độ và các cao độ của các điểm thăm dò

3.2.2.3 Phương pháp tiến hành

Đưa các điểm thăm dò từ sơ đồ ra thực địa

Để đưa các điểm thăm dò từ sơ đồ bố trí các công trình thăm dò ra ngoài

thực địa, có thể sử dụng máy kinh vĩ, trên cơ sở các điểm lưới trắc địa trên khu vực xâydựng (được lập từ một mốc ta mua của cơ quan tắc địa) Ta giả sử tọa độ của hai điểmtrong lưới là M1(X1, Y1, H1) và M2 (X2,Y2, H2)

LK2 M1

M2

s1

s2

Sơ đô xac đinh toa đ lô khoan K2 ngoài thưc đia ô

Giả sử đưa hố khoan LK6 từ sơ đồ bố trí ra ngoài thực địa, cách tiến hành như sau:

Trước hết, ở trên sơ đồ, bằng phương pháp đồ giải xác định được toạ độ hố khoan

LK2(XLK2, YLK2) và khoảng cách tới M1, M2 tương ứng là S1 và S2 Đo góc M1M2LK2(góc M5M4LK2) là α(β) Ngoài thực địa, đặt máy tại M1 ( hoặc M2 ) ngắm về phíaM2(HK2) sau đó quay ống kính 1 góc α(β), dùng thước thép đo một đoạn từ M1(M2)theo hướng tia ngắm bằng S1 (S2), đầu mut của đoạn thẳng này là vị trí hố khoan LK6 cầnxác định Tiến hành tương tự đối với các điểm thăm dò khác

Sau khi thi công xong cần tiến hành xác định lại toạ độ, cao độ các điểm thăm dò

để đưa chung lên sơ đồ Cách xác định như sau:

Xác định toạ độ

Giả sử muốn xác định toạ độ LK2 ta cũng dùng máy kinh vĩ, sử dụng phương pháp toạ độvuông góc dựa vào M1, M2 Đặt máy tại M1 (M2) ngắm về M2(M1) sau đó quay ốngkính về LK2 được góc bằng β(α) Đo khoảng cách từ M1(M2) đến LK6.Từ đó xác địnhđược góc phương vị αM1LK2 theo công thức sau:

αM1LK2= αM1M2 + β - 180o (αM1M2 là góc phương vị đoạn M1M2)

Toạ độ hố khoan LK2(XLK2, YLK2) được xác định theo công thức:

XLK2=XM1+ S1CosαM1LK2

YLK2=YM1+ S1SinαM1LK2

Sơ đô xac đinh toa đ lô khoan K2 ô

M2LK2

LK2 M1

M5

s1

s2 M1LK2

Trong đó:

XM1, YM1- toạ độ điểm M1

S1- chiều dài đoạn M1LK2( được đo bằng thước dây thép )

Xác định cao độ

Muốn xác định cao độ hố khoan LK2, dựa vào điểm M1, dùng máy thuỷ chuẩn đặtở giữa LK2 và M1 Dựng hai mia tại hai điểm M1 và LK2 Ngắm về mia đặt tại M1 đọcđược số đọc trên mia (a), quay ống kính về mia đặt tại LK2 đọc được số đọc (b) Từ đóxác định được chênh cao giữa hai điểm M1 và LK2

hM1LK2= (a) - (b)

Vậy cao độ điểm thăm dò LK2 được xác định theo công thức:

HLK2= hM1LK2+ HM1

Trong đó: HM1- cao độ của hố khoan M1

Tiến hành tương tự như đối với các điểm thăm dò khác

3.2.3 Công tác khoan đào thăm dò.

3.2.3.1 Mục đích.

Trong khảo sát ĐCCT, công tác khoan đào thăm dò được sử dụng nhằm mục đích:

♦ Xác định chính xác ranh giới giữa các lớp đất đá;

♦ Nghiêm cứu địa chất thuỷ văn;

♦ Sử dụng để lấy mẫu đất đá, mẫu nước để thí nghiệm trong phòng;

♦ Sử dụng để thí nghiệm ngoài trời xác định các tính chất cơ lý, công tác thínghiệm ở đây được áp dụng là: thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT)

3.2.3.2 Nguyên tắc bố trí mạng lưới, khoảng cách, chiều sâu các hố khoan thăm dò.

Nguyên tắc bố trí mạng lưới thăm dò

Công tác khảo sát ĐCCT được thục hiện ngay trong phạm vi diện tích xây dựngcủa các hạng mục công trình Các công trình thăm dò được bố trí ngay trên chu vi xâydựng và tại các vị trí quan trọng của công trình Tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp của điềukiện ĐCCT mà công trình thăm dò bố trí theo mạng lưới khác nhau

♦ Khoảng cách giữa các công trình thăm dò phụ thuộc vào mức độ phức tạp củađiều kiện ĐCCT, độ nhạy của công trình đối với lun không đều và cấp công trình có thểtra theo bảng sau:

Cấp phức tạp của điều kiện ĐCCT Khoảng cách giữa các công trình thăm dò

Công trình cấp I Công trình cấp III

IIIII

75-5040-3025-20

100-7550-4030-25

Đối với công trình nhà B đang tiến hành ở giai đoạn khảo sát chi tiết do đó số lượng lỗkhoan thăm dò được bố trí dày hơn giai đoạn khảo sát sơ bộ Địa hình ở khu vực xâydựng tương đối bằng phẳng, điều kiện địa tầng ở đây lại tương đối phức tạp gồm 7 lớpđất với chiều dày thay đổi tại từng vị trí.

Công trình xây dựng có chiều cao 7 tầng, tải trọng phân bố trên trụ là 230T/trụ

Theo phụ lục A Bảng A.1 QCVN 03:2009/BXD công trình được xếp vào công trình cấp

III Công trình là loại công trình công cộng, trụ sở cơ quan hành chính nhà nước: nhà làmviệc của Quốc hội, Chính phủ, Chủ tịch nước, các Bộ, ngành, ủy ban các cấp Tiêu chíphân cấp: Tầm quan trọng, Cấp công trình cấp III: Đảng ủy UBND – HĐND cấp xã(phường)

Theo phụ lục C TCXDVN 194 : 2006 thì số lỗ khoan bố trí đối với điều kiện địa chất

trung bình, công trình khá quan trọng, khá nhạy cảm với lun không đều:

Khoảng cách khoan thông thường từ 30 – 50m; có thể bổ sung xuyên với khoảng cáchtrung bình 15- 25m

Yêu cầu có không ít hơn 3 điểm thăm dò cho một nhà riêng rẽ và không ít hơn 3 – 5 điểmcho một cụm nhà hoặc công trình

GHI CHÚ: khi điều kiện địa chất của đất nền phức tạp, hoặc thiết kế có yêu cầu đặc biệt,

có thể bố trí khoảng cách dày lên một cách thích hợp

Theo TCXDVN 160 – 1987:

Đặc điểm nhà

và công trình

thiết kế

Thành phần vàcông tác khảosát địa kỹ thuậtphụ thuộc vàođặc điểm củanhà và côngtrình thiết kế

Khối lượng công tác khảo sát địa kỹ thuật phụthuộc vào mức độ phức tạp và điều kiện địa chất

Theo lưới 50 x50m nhưngmỗi nhà (côngtrình) phải có ítnhất 2 lỗ khoan

Theo lưới 30 x30m nhưngmỗi nhà (côngtrình) phải có ítnhất 2 lỗ khoan

2.Xuyên tĩnh

Theo lưới 35 x35m nhưngmỗi nhà (côngtrình) phải có ítnhất 2 điểm

Theo lưới 25 x25m nhưngmỗi nhà (côngtrình) phải có ítnhất 3 điểm

Theo lưới 15 x15m nhưngmỗi nhà (côngtrình) phải có ítnhất 5 điểm

Các công trình thăm dò (hố khoan thăm dò và các thí nghiệm ngoài trời) được bố trí trênchu vi diện tích xây dựng và các vị trí quan trọng của công trình Vì diện tích của công

trình là nhỏ Với kích thước 40m x 53m nên tôi sẽ bố trí 3 công trình khoan thăm dò khảosát ở 3 góc còn lại của công trình, và K2 của công trình để đảm bảo có thể bắt được tất cảđịa tầng và cung cấp đủ số mẫu để chỉnh lý và đưa ra các giá trị tiêu chuẩn Tôi bố tríthêm 2 hố xuyên tiêu chuẩn giữa các hố khoan để cung cấp thêm thông tin.

Mặc dù khoảng cách giữa các công trình thăm dò xác định theo bảng trên Tuynhiên trong trường hợp cần khoanh định sự phân bố của các lớp đất yếu thì có thể bố tríkhoảng cách giữa các công trình thăm dò < 20m Do vậy tôi bố trí khoảng cách và sốlượng các công trình thăm dò như hình vẽ:

Hình 3.1 Sơ đồ bố trí hố khoan và hố xuyên nhà B

Hình 3.1 Sơ đồ bố trí hố khoan và hố xuyên nhà C

3.2.3.3 Nguyên tắc xác định chiều sâu thăm dò:

Do mục đích của công tác khoan thăm dò để nghiên cứu chi tiết điều kiện địa chấtcông trình Theo nguyên tắc, chiều sâu thăm dò phải vượt qua vùng hoạt động nén épdưới đáy móng, có khi sâu hơn để tránh bất ngờ về địa tầng Trong quá trình khoan, khikhoan đến độ sâu thiết kế mà gặp lớp đất yếu, hang karst thì phải khoan qua lớp đất yếu.Riêng hang karst phải khoan qua 5m

Nguyên tắc xác định chiều sâu thăm dò:

Căn cứ vào TCXD 112 – 1984 về chiều sâu các hố khoan thăm dò đối với cọc ma sátthì chiều sâu thăm dò đạt tới dưới dưới móng khối quy ước mà tại đó ứng suất của công