Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất
STT Lớp Đặc trưng
tính toán
( kN/m3)
Lực dính c (kN/m2)
Góc ma sát
( độ )
1 CL1
SÉT PHA CÁT
GTTC 17.58 12.258 8.704
TTGH I 17.282 11.313 7.54
TTGH II 17.401 11.681 8.27
2
CL-GC SET PHA CÁT
LẨN SỎI
GTTC 19.25 22.817 11.619
TTGH I 19.149 20.643 10.51
TTGH II 19.197 21.488 10.94
3 CL2
SÉT PHA CÁT
GTTC 18.87 14.953 12.488
TTGH I 18.812 21.709 10.57
TTGH II 18.839 22.164 11.0
4 SM1
CÁT MỊN
GTTC 19.51 2.881 28.153
TTGH I 19.444 2.669 25.05
TTGH II 19.469 2.748 26.22
5 CH
ĐẤT SÉT
GTTC 20.72 52.982 20.338
TTGH I 20.599 46.109 18.72
TTGH II 20.646 48.661 19.32
6 CL3
SÉT PHA CÁT
GTTC 20.15 46.744 16.541
TTGH I 20.036 43.949 16.33
TTGH II 20.087 45.096 16.41
7 SM2
CÁT VỪA MỊN
GTTC 20.26 4.410 33.173
TTGH I 19.895 4.321 30.14
TTGH II 20.007 4.390 31.35
11.1.7. ẹềA CHAÁT THUYÛ VAấN
Nước ngầm ở khu vực qua khảo sát nhận dao động tuỳ theo mùa. Mực nước quan sát tại vị trí khảo sát vào đầu tháng 01/2005. Tại thời điểm này mực nước ổn định sau khi khoan ở độ sau các mặt đất hiện hữu tại H1=5,1 m; H2= =4,9m; H3= 5,3m. Vậy trung bình xem như mực nước ngầm cắch mặc đất là HMNN=5,1m.
11.1.8. NHẬN XÉT KẾT QUẢ KHẢO SÁT
Kết quả công tác khảo sát địa chất tại vị trí xây dựng với 3 hố khoan cho thấy nền đất tại đây có những đặt điểm cơ lý như sau:
GVHD: TRẦN NGỌC BÍCH TRANG 152 SVTH: NGUYỄN KHẮC HÀO
- Lớp số 1: CL1 sét pha cát , trạng thái mềm đến rắn vừa, độ dày trung bình là 3,4m.
- Lớp số 2: CL-GL Sét pha lẩn cát lẩn sỏi sạn laterite, trạng thái rắn (dẻo cứng), bề dày trung bình 2,6m.
- Lớp số 3: CL2 Sét pha cát trạng thái rắn vừa (dẻo mềm), bề dày trung bình là 3,0m.
- Lớp số 4: SM1 Cát vừa đến mịn, trạng thái chặt vừa, bề dày trung bình khoản 29,3m.
- Lớp số 5: CH Đất sét, trạng thái cứng đến rất cứng, bề dày trung bình 13,9m.
- Lớp số 6: CL3 Cát vừa đến mịn, trạng thái chặt, bề dày phát hiện trung bình 3,7m.
Trong khu vực xây dựng, sau lớp đất nền cũ dày từ 0,3m đến 0,4m có lớp đất số 1 thuộc lớp đất Sét pha cát (Á sét) trạng thái mềm, đát lớp ở độ sâu trung bình 3,6m;
đây là lớp đất yếu, sức chịu tải thấp, dể gây lún xụp cho công trình.
Từ độ sâu trung bình từ 9.8 đến 38,7m có lớp cát vừa đến mịn ở rạng thái chặt vừa, đặt trưng cơ lý trung bình. Chỉ nên chịu lực cho công trình quy mô nhỏ, thấp tầng.
Từ độ sâu 38,7 m trở xuống có lớp đất số 5: đất sét cứng đến rất cứng, lớp đất số 6: sét pha cát trạng thái cứng và lớp đất số 7: cát mịn ở trạng thái chặt là các lớp đất tốt, có sức chịu tải cao. Đối với các công trình có tầm quan trọng, nên cho chịu lực tại cát lớp đất này.
11.2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG
- Các lớp đất ở phần trên như lớp 1; lớp 2; lớp 3; lớp 4 đều là lớp đất yếu, khả năng chịu nén lún yếu và không ổn định về tính chất cơ lý và bề dày. Chỉ có hai lớp 5 (sét) và 6 (cát chặt) là các lớp đất tốt, nhất là lớp 6. Công trình có hai tầng hầm, cốt sàn tầng hầm cách mặt đất -5,25m do đó lượng giảm tải trọng lên đất do đào đất tầng hầm không đáng kể.
- Với quy mô và tải trọng công trình như vậy giải pháp móng sâu là hợp lý nhất.
Giải pháp móng sâu cụ thể là móng cọc.
- Mũi cọc sẽ được ngàm vào lớp 5. Vì lớp thứ 6 quá sâu (≥52m), khó có thể thi công đến độ sâu này. Chiều sâu đóng cọc hợp lý nhất có thể xác định từ điều kiện cân bằng sức chịu tải của cọc tính theo cường độ vật liệu cọc và tính theo cường độ đất nền.
- Theo các điều kiện tải trọng ở trên và khả năng thi công hiện nay ta có thể sử dụng phương án móng cọc nhồi hoặc cọc tiền chế (cọc đóng hoặc ép) Tuy nhiên vì công trình chịu tải trọng ngang lớn do đó cần dùng tiết diện cọc lớn để tăng độ cứng ngang của móng( làm giảm chuyển vị ngang).
- Dưới đây là các phân tích đặc điểm của 2 phương án móng cọc: Cọc bêtông cốt thép đúc sẵn và cọc khoan nhồi.
GVHD: TRẦN NGỌC BÍCH TRANG 153 SVTH: NGUYỄN KHẮC HÀO
11.2.1. CỌC BÊTÔNG CỐT THÉP ĐÚC SẴN
Cọc tiền chế có ưu điểm là giá thành rẻ, dễ kiểm tra, chất lượng của từng đoạn cọc được thử dưới lực ép. Xác định được sức chịu tải của cọc ép qua lực ép cuối cùng.
Nếu dùng móng cọc bêtông đúc sẵn và cho cọc đặt vào lớp đất 4(cát mịn). Nên rất hay gặp trường hợp chối giả. Giải pháp thi công là phải ép rung hoặc khoan dẩn, giải pháp ép rung chỉ có hiệu quả khi chiều sâu của lớp đất cát cần xuyên cọc nhỏ và các có độ chặt không cao.
Nếu dùng móng cọc bêtông cốt thép đúc sẵn nhưng hạ cọc vào lớp đất số 4 (cát hạt mịn) tuy lớp đất này có sức chịu tải không cao lắm, nhưng do lớp 4 này quá dày, sẻ rất khó thi công mũi cọc và lớp thứ 5 như phương án khoan nhồi. Tuy nhiên đây là lớp đất cát, sẽ gặp phải một khó khăn sau:Khi đặt mũi cọc vào lớp đất này, Với qui mô và tải trọng công trình khá cao.Nếu xảy ra hiện tượng xói ngầm,cát chảy thì sức kháng mũi của cọc sẽ giảm đi đáng kể thậm chí có thể bằng không(0) nếu phần cát phái dưới mũi cọc bị xói ngầm. Điều này sẽ dẩn đến phá hoại công trình một cách đột ngột.
Nhược điểm của cọc ép trước là kích thước và sức chịu tải của cọc bị hạn chế do tiết diện cọc, chiều dài cọc không có khả năng mở rộng và phát triển do thiết bị thi công cọc bị hạn chế hơn so với các công nghệ khác, thời gian thi công kéo dài, hay gặp độ chối giả khi đóng.. Giải pháp này khá tốn kém đồng thời làm giảm đáng kể sức chịu tải của cọc do sức kháng ma sát thành giảm đi đáng kể. Với quy mô của công trình sẽ gặp không ít khó khăn.
11.2.2. CỌC KHOAN NHỒI:
Nếu dùng móng cọc khoan nhồi, có thể đặt cọc lên lớp cát thô lẫn cuội sỏi 5 cho hệ số an toàn cao.
Ưu điểm của cọc khoan nhồi là có thể đạt đến chiều sâu hàng trăm mét (không hạn chế như cọc ép), do đó phát huy được triệt để đường kính cọc và chiều dài cọc. Có khả năng tiếp thu tải trọng lớn. Có khả năng xuyên qua các lớp đất cứng. Đường kính cọc lớn làm tăng độ cứng ngang của công trình. Cọc nhồi khắc phục được các nhược điểm như tiếng ồn, chấn động ảnh hưởng đến công trình xung quanh; Chịu được tải trọng lớn ít làm rung động nền đất,đồng thời nó cũng giúp cho công trình giữ ổn định rất tốt. Khi đặt được mũi cọc xuống lớp đất số 5 hoặc 6 thì hoàn loàn đảm bảo về sức chịu tải cũng như độ lún của cọc. Ngoài ra giá thành cọc khoan nhồi thời gian gần đây cũng đã giảm đáng kể do máy móc thiết bị thi công ngày càng phổ biển.
Nhược điểm
- Công nghệ thi công cọc đòi hỏi kỹ thuật cao, các chuyên gia có kinh nghiệm.
- Biện pháp kiểm tra chất lượng bêtông cọc thường phức tạp, tốn kém. Khi xuyên qua các vùng có hang hốc Kas-tơ hoặc đá nẻ phải dùng ống chống để lại sau khi đổ bêtông, do đó giá thành sẽ đắt.
- Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép do công nghệ khoan tạo lỗ.
- Chất lượng cọc chịu ảnh hưởng nhiều của quá trình thi công cọc.
- Khi thi công công trình kém sạch sẽ khô ráo.
GVHD: TRẦN NGỌC BÍCH TRANG 154 SVTH: NGUYỄN KHẮC HÀO
11.2.3. KẾT LUẬN
- Lựa chọn giải pháp cọc đúc sẵn hay cọc khoan nhồi cho công trình là rất quan trọng, cho nên cần dựa trên việc so sánh các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật thực tế của các phương án. Hiện tại để lựa chọn giải pháp nền móng chỉ có thể dựa vào tải trọng tác dụng lên công trình, dựa vào điều kiện địa chất công trình, dựa vào các phân tích trên chưa thể kết luận được phương án nào khả thi hơn.
Nên cần phải tính toán chi tiết cụ thể 2 phương án móng: MÓNG CỌC ÉP VÀ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI.
11.3. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
11.3.1. CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN
- Việc tính toán móng cọc đài thấp dựa vào các giả thiết chủ yếu sau:
- Tải trọng ngang hoàn toàn do các lớp đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận.
- Sức chịu tải của cọc trong móng được xác định như đối với cọc đơn đứng riêng rẽ, không kể đến ảnh hưởng của nhóm cọc.
- Tải trọng của công trình qua đài cọc chỉ truyền lên các cọc chứ không trực tiếp truyền lên phần đất nằm giữa các cọc tại mặt tiếp giáp với đài cọc.
- Khi kiểm tra cường độ của nền đất và khi xác định độ lún của móng cọc thì người ta coi móng cọc như một móng khối quy ước bao gồm cọc và các phần đất giữa các cọc.
- Vì việc tính toán móng khối quy ước giống như tính toán móng nông trên nền thiên nhiên (bỏ qua ma sát ở mặt bên móng) cho nên trị số mômen của tải trọng ngoài tại đáy móng khối quy ước được lấy giảm đi một cách gần đúng bằng trị số mômen của tải trọng ngoài so với cao trình đáy đài.
- Đài cọc xem như tuyệt đối cứng khi tính toán lực truyền xuống cọc.
11.3.2. CÁC LOẠI TẢI TRỌNG DÙNG TÍNH TOÁN
- Móng công trình được tính dựa theo giá trị nội lực nguy hiểm nhất truyền xuống chân cột,vách.Tính toán với 1 trong 3 tổ hợp có:
o (Nmax,MXtu,MYtu,QXtu,QYtu) o (MXmax,MYtu,Ntu,QXtu,QYtu) o (MYmax,MXtu,Ntu,QXtu,QYtu)
Tùy theo tình hình số liệu rồi kiểm tra với 2 tổ hợp còn lại.
- Do sàn tầng hầm ở cốt –1,0m và mực nước ngầm ở cốt –5,1m so với cốt thiên nhiên nên tường tầng ở hầm nằm trên mực nước ngầm, do vậy không có áp lực thuyû tónh.
- Tải trọng tính toán lên móng do giằng móng: Kích thước giằng móng chọn sơ bộ bxh = 5080cm cho toàn bộ các giằng trong công trình (Nhịp khung 9 m).
- Giằng móng làm việc như dầm trên nền đàn hồi, giằng truyền một phần tải trọng đứng xuống đất và một phần truyền vào đài. Tuy nhiên lực truyền này khá nhỏ. Ngoài ra theo sơ đồ tính khung ta coi cột và móng ngàm cứng nên
GVHD: TRẦN NGỌC BÍCH TRANG 155 SVTH: NGUYỄN KHẮC HÀO
một cách gần đúng ta bỏ qua sự làm việc của giằng và trọng lượng bản thân của giằng móng.