Đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà B thuộc tổ hợp nhà ở siêu thị cao tầng công ty Dệt Kim Đông Xuân, Hà Nội. Thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ cho thiết kế kỹ thuật - thi công công trình trên

Luận văn
Đánh giá điều kiện địa chất cơng trình nhà B thuộc tổ
hợp nhà ở siêu thị cao tầng công ty Dệt Kim Đông
Xuân, Hà Nội. Thiết kế khảo sát địa chất cơng trình
phục vụ cho thiết kế kỹ thuật - thi cơng cơng trình
trên


Nguyễn Khắc Dũng

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

MỞ ĐẦU
Đất nước ta đang trên đà phát triển, xu thế quốc tế hóa tồn cầu hóa đã và đang
diễn ra rộng khắp về mọi măt đời sống. Kéo theo q trình đơ thị hóa diễn ra nhanh
chóng đặc biệt là ở Hà Nội, nơi tập chung dân cư đông đúc, nhu cầu xây dựng nhà
ở cả về số lượng quy mơ và tính chất là rất lớn đã đặt ra nhiều vấn đề cần phải giải
quyết. Tuy nhiên q trình xây dựng gặp khơng ít khó khăn. Trong những năm
gần đây, Hà Nội đang tập trung xây dựng các khu chung cư cao tầng cho phù hợp
với xu hướng phát triển chung của đất nước. Để giải quyết vấn đề này thì địi hỏi
phải có sự nghiên cứu một cách tỉ mỉ và chính xác các vấn đề (ĐCCT) đảm bảo về
mặt kinh tế và kỹ thuật cũng như độ bền cơng trình, hạn chế tới mức tối đa nhưng
sai sót trong q trình thiết kế thi công và khi đưa vào sử dụng cơng trình.
Sau khi học xong mơn học “Các phương pháp nghiên cứu và khảo sát Địa
Chất Cơng Trình” cùng với những kiến thức đã thu nhận, nhằm giúp sinh viên
củng cố, nắm chắc và mở rộng kiến thức áp dụng để giải quyết những vấn đề cụ
thể sau khi ra làm việc trong thực tế. Nhóm chúng e được bộ mơn Địa Chất Cơng
Trình giao cho làm đồ án mơn học với đề tài:
“ Đánh giá điều kiện địa chất cơng trình nhà B thuộc tổ hợp nhà ở siêu thị
cao tầng công ty Dệt Kim Đông Xuân, Hà Nội. Thiết kế khảo sát địa chất cơng
trình phục vụ cho thiết kế kỹ thuật - thi cơng cơng trình trên.”

Đồ án mơn học khảo sát địa chất cơng trình có vai trị quan trọng nó giúp cho
mỗi sinh viên:
♦ Củng cố những kiến thức đó học về khoa học ĐCCT và những môn học khác,
đặc biệt là ĐCCT chuyên môn cho các dạng cơng trình khác nhau.
♦ Nắm được các bước, cũng như biết cách bố trí, quy hoạch, luận chứng các công
tác khảo sát cho các giai đoạn thiết kế

`
Đồ án ĐCCT chuyên môn


Nguyễn Khắc Dũng

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

♦ Làm cơ sở để sinh viên việc làm đồ án tốt nghiệp sau này đạt kết quả tốt nhất.
Sau một thời gian làm đồ án môn học, với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự
hướng dẫn tận tình, chu đáo của thầy giáo Tơ Xn Vu giảng dạy mơn Địa chất
cơng trình, tơi đã hồn thành đồ án với những nội dung sau:
- Mở Đầu: Sự cần thiết, ý nghĩa, mục đích, của việc làm đồ án môn học,… tên đồ
án được giao.
- Chương 1: Đánh giá điều kiện ĐCCT nhà Bthuộc tổ hợp Nhà ở của công ty Dệt
Kim-Đông Xuân Hà Nội
- Chương 2: Dự báo các vấn đề ĐCCT nhà B thuộc tổ hợp Nhà ở của công ty Dệt
Kim-Đông Xuân Hà Nội
- Chương 3: Thiết kế phương án khảo sát ĐCCT nhà B thuộc tổ hợp Nhà ở của
công ty Dệt Kim-Đông Xuân, Hà Nội
- Kết luận: Thành quả đồ án đạt được, những khó khăn, thuận lợi và những kiến
nghị cần thiết.
Tuy nhiên, do kiến thức chuyên môn cũng như kinh nghiệm thực tế

còn hạn chế nên bản đồ án này khó tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự
góp ý của các thầy cơ và các bạn. Qua đây em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Tô
Xuân Vu cùng các thầy cô trong Bộ môn Địa chất cơng trình đã tận tình hướng dẫn
giúp em hoàn thành đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn.!
Nguyễn Khắc Dũng

`
Đồ án ĐCCT chuyên môn


Nguyn Khc Dng

Lp CTV- CCT K53

Chơng I
ĐáNH GIá ĐIềU KIệN ĐCCT NHà C THUộC CÔNG TY DệT KIM ĐÔNG
XUÂN Hà NộI
I. Vị trí, địa hình khu vực khảo sát:
Khu vực xây dựng là khu nhà C, thuộc khu xây dựng công ty Dệt kim Đông
Xuân Hà Nội, địa hình khu vực xây dựng bằng phẳng, thuận lợi cho việc tập kết
nguyên vật liệu và thi công công trình.
II. Đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý của các lớp đất:
Theo tài liêu khoan hiện trờng kết hợp với tài liệu trong phòng. Địa tầng khu
vực khảo sát gồm 6 líp theo thø tù tõ trªn xng nh sau:
Líp 1: Đất san lấp - cát lẫn bê tông,gạch vụn.
Lớp 2: Sét pha màu nâu hồng, trạng thái dẻo mềm.
Lớp 3: Sét pha lẫn hữumàu xám đen,trạng thái dẻo chảy.
Lớp 4: Sét màu nâu đỏ trạng thái dẻo cứng.

Lớp 5: Cát hạt nhỏ màu xám xanh,xám vàng,trạng thái chặt vừa
Lớp 6: Cuội sỏi màu xám,xám trắng,xám vàng,trạng thái rất chặt
Trong quá trình xử lý kết quả thí nghiệm, các chỉ tiêu sức chịu tải quy ớc (Ro)
và môđun tổng biến dạng (Eo) đợc tính theo tiêu chuẩn TCXD-45-78, cụ thể nh sau:
*Sức chịu tải quy ớc:
Ro = m.[( A.b + B.h ). + c.D ] (2.1)
Trong đó:
Ro: Sức chịu tải quy ớc(T/m2)
A,B,C hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất (tra
bảng2.2)
m: Hệ số làm việc . m=1
b : ChiỊu réng mãng quy íc: b=1(m)
h : Chiều sâu trôn móng quy ớc: h=1(m)
: Khối lợng thể tích tự nhiên của đất (T/m3)
c : Lực dính kết của đất (T/m2)
* Môđun tổng biến dạng:

E o=

(1 + eo )
a1− 2

Trong ®ã:

`
Đồ án ĐCCT chun mơn

.mk

Nguyễn Khắc Dũng
b¶ng).

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

β : hƯ sè xÐt đến điều kiện nở hông hạn chế, phụ thuộc vào từng loại đất (tra


- hệ số xét đế điều kiện nở hông hạn chế, và đợc xác định theo công thức:
=

1 2à
1 à

- Cát:



,

- Sét pha:
à

e1



thờng nhận các giá trị sau:

= 0,76;

- Cát pha:

- Sét:







= 0,72;
= 0,57;

= 0,43;

- hệ số nở hông;
- hệ số rỗng của đất ứng với cÊp ¸p lùc nÐn 1KG/cm2;

a1−2

- hƯ sè nÐn lón øng víi cÊp ¸p lùc 1 – 2KG/cm2;

mk

- hƯ sè chun ®ỉi tõ kÕt qu¶ tÝnh E theo thÝ nghiƯm nÐn một trục trong
phòng ra kết quả tính Eo theo thí nghiệm nén tĩnh ngoài trời.Với đất có trạng thái từ
dẻo chảy tới chảy,
theo bảng 2.3.

Loại
đất
Cát pha
Sét pha
Sét

mk

= 1. Đất có trạng thái từ dẻo mềm tới cứng thì

mk

0,45
4,0
5,0
-

0,55
4,0
5,0
-

`
ỏn CCT chuyờn mụn

0,65
3,5
4,5
6,0

ứng với e
0,75
3,0
4,0
6,0

0,85
2,0
3,0
5,5

0,95
2,5
5,5

mk

đợc xác định

1,05
2,0
4,5


Nguyn Khc Dng

Lp CTV- CCT K53

Đặc tính xây dựng cụ thể của từng lớp đất trong khu vực khảo sát tại lỗ
khoan HK4 &HK5 nh sau:

*Lớp 1: Đây là lớp đất san lấp-cát lẫn bê tông,gạch vụn. Thành phần của
lớp là cát lẫn bê tông,gạch vụn. Bề dày của lớp thay ®ỉi tõ 1,5 m (HK5) ®Õn 2,2 m
(HK4), trung bình là 1,85m. Do chiều dày của lớp mỏng, không có ý nghĩa về mặt
xây dựng nên không tiến hành lấy mẫu thí nghiệm.
*Lớp 2: Đất sét pha, màu nâu hồng, trạng thái dẻo mềm.
Lớp này có mặt tại lỗ khoan HK5 & HK4 trên diện tích khu vực khảo sát.
Chiều sâu lớp phân bố bắt đầu ở độ sâu 1,5 (HK5) đến 2,2m (HK4) và chiều sâu lớp
kết thúc từ 6,0m (HK5) đến 6,5 (HK4). Chiều dày lớp biến đổi từ 4,3 m(HK4) đến
4,5m (HK5), trung bình là 4,4m
Trong lớp này, ta lấy 2 mẫu thí nghiệm. Các giá trị chỉ tiêu cơ lý trình bày
trong bảng sau:

STT

Các chỉ tiêu cơ lý

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trịTB

1

Độ ẩm tự nhiên

W

%

31,2

2

Khối lợng thể tích tự



g/cm3

1,875

nhiên
3

Khối lợng thể tích khô

c

g/cm3

1,43

4
5
6
7
8
9
10

11
12
13
14
15

Khối lợng riêng
Hệ số rỗng tự nhiên
Độ lỗ rỗng
Độ bÃo hoà
Giới hạn chảy
Giới hạn dẻo
Chỉ số dẻo
Độ sệt
Lực dính kết
Góc ma sát trong
Hệ số nén lún
Sức chịu tải quy ớc


eo
n
G
Wl
Wp
Ip
IS
C

a 1-2

Ro

g/cm3

2,7
0,89
47,04
94,65
34,9
22,6
12,3
0,70
0,19
11o16
0,0395
4,77

`
ỏn CCT chuyờn mơn

%
%
%
%
%
kG/cm2
®é
cm2/kG
kG/cm2

Nguyn Khc Dng
16

Lp CTV- CCT K53

Môđun tổng biến dạng

Eo

kG/cm2

76,36

Trong đó áp lực tính toán tiêu chuẩn đợc xác định theo c«ng thøc sau:
Víi

ϕ

=11o16 suy ra A=0,21;B=1,86;C=4,33

Ro = m.[ ( A.b + B.h ). + D.c ]

=1.(0,21.1+1,86.1).1,91+4.33.0,19=4,77 kG/cm2

Vì đất là sét pha nên tra bảng 2.3 ta đợc:
Eo = .

mk

= 2.8,

β

= 0.57

1 + e0
.mk
a1−2

=0.57.2.8.(1+0,89)/0,0395=76,36 KG/cm2
* Líp 3: SÐt pha lÉn hữu cơ máu xám đen,trạng thái dẻo chảy
Lớp này có mặt tại lỗ khoan HK4& HK5. Chiều sâu lớp phân bố bắt đầu ở độ
sâu 6,0m (HK5) và 6,5m (HK4), chiều sâu kết thúc 25,6m (HK4) và 26,8m (HK5) ,
chiều dày trung bình 19,95m.
Trong lớp này, ta lấy 2 mẫu thí nghiệm. Các giá trị chỉ tiêu cơ lý trình bày trong
bảng sau:
STT

Các chỉ tiêu cơ lý

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị TB

1
2

Độ ẩm tự nhiên
W
%
Khối lợng thể tích tự
g/cm3

nhiên
3
Khối lợng thể tích khô
g/cm3
c
4
Khối lợng riêng
g/cm3

5
Hệ số rỗng tự nhiên
eo
6
Độ lỗ rỗng
n
%
7
Độ bÃo hoà
G
%
8
Giới hạn chảy
Wl
%

9
Giới hạn dẻo
Wp
%
10
Chỉ số dẻo
Ip
%
11
Độ sệt
IS
12
Lực dính kết
C
kG/cm2
13
Góc ma sát trong
độ

14
Hệ số nén lún
a 1_2
cm2/kg
15
Sức chịu tải quy ớc
Ro
kG/cm2
16
Môđun tổng biến dạng
Eo

kG/cm2
=6o5 tra bảng 2.2 suy ra A=0,101;B=1,396;D=3.94
Thay số vào (2.1) suy ra Ro =2,8 kG/cm2
Vì đất là sét pha nên tra bảng 2.3 ta đợc:

`
ỏn ĐCCT chuyên môn

mk

= 2,49;

β

= 0,57

42,16
1,64
1,15
2,67
1,31
65,69
85,77
44,96
32,32
12,64
0,78
0,09
6o5
0,074

2,8
44,3


Nguyn Khc Dng

Lp CTV- CCT K53

Suy ra mô đun tổng biến dạng Eo =44,3 kG/cm2
* Lớp 4: Đất sét màu nâu đỏ,trạng thái dẻo cứng.
Lớp này có mặt tại lỗ khoan HK4. Chiều sâu lớp phân bố bắt đầu ở độ sâu
25,6m (tại HK4),chiều sâu lớp kết thúc 27,0m.Trung bình lµ 1,4m
Trong líp nµy, ta lÊy 2 mÉu thÝ nghiƯm. Các giá trị chỉ tiêu cơ lý trình bày
trong bảng sau:
STT

Các chỉ tiêu cơ lý

Ký hiệu

Đơn vị

1
2

Độ ẩm tự nhiên
W
%
Khối lợng thể tích tự
g/cm3

w
nhiên
3
Khối lợng thể tích khô
g/cm3
c
4
Khối lợng riêng
g/cm3

5
Hệ số rỗng tự nhiên
eo
6
Độ lỗ rỗng
N
%
7
Độ bÃo hoà
G
%
8
Giới hạn chảy
Wl
%
9
Giới hạn dẻo
Wp
%
10

Chỉ số dẻo
Ip
%
11
Độ sệt
IS
12
Lực dính kết
c
kG/cm2
13
Góc ma sát trong
độ

14
Hệ số nén lún
a 1-2
cm2/kg
15
Sức chịu tải quy ớc
Ro
kG/cm2
16
Môđun tổng biến dạng
Eo
kG/cm2
=16o53 tra bảng 2.2 suy ra A=0,426;B=2,71;D=5,29
Thay số vào (2.1) suy ra Ro =7,39 kG/cm2
mk

Giá trị TB
29,75
1,895
1,46
2,715
0,86
46,20
94,03
41,8
24,2
17,6
0,82
0,275
16o53
0,02
7,39
219,94



Vì đất sét nên tra bảng 2.3 ta đợc:
= 5,5; = 0,43
Suy ra mô đun tổng biến dạng Eo =219,94 kG/cm2
*Lớp 5: Cát hạt nhỏ màu xám xanh,xám trắng,xám vàng,trạng thái rất chặt.
Lớp này có mặt tại lỗ khoan HK4 & HK5. Chiều sâu lớp phân bố bắt đầu ở độ
sâu 26,8m(HK5) đến 27,0m(HK4), chiều sâu lớp kết thúc 39,5m(HK4) đến
39,8m(HK5) . Chiều dày là 5,4m.
Đối với cát , giá trị R 0 dựa vào TCVN 45-78 bảng 11.7 và E 0 dựa theo
T.P.Tasios,A.G.Anagnostoponlos :
E 0 =a+C(N+6)

Víi :
a=40 khi N>15
a=0 khi N<15
C lµ hƯ số phụ thuộc loại đất xác định theo bảng :
Loại đất Đấtloại cát hạt cát hạt cát hạt
cát lẫn
sạn sỏi

`
án ĐCCT chuyên môn


Nguyn Khc Dng

Lp CTV- CCT K53

sét
mịn
vừa
to
sạn sỏi
lẫn cát
Hệ số C
3
3,5
4,5
7
10
12
Vì đất ở đây là cát hạt nhỏ C=3.5,N=26>15 suy ra a=40

E 0 =40+3,5.(26+6)=152 kG/cm2
Trong líp nµy, ta lÊy 2 mÉu thí nghiệm. Các giá trị chỉ tiêu cơ lý trình bày
trong bảng sau:
Ro dựa vào bảng 1.4 tiêu chuẩn 45-78 cho đất rời: suy ra Ro =4/3 kG/cm2

Giá trị
TB

STT

Các chỉ tiêu cơ lý

Ký hiệu

Đơn vị

1

P

%

4

Thành phần hạt
>10
10-5
5-2
2-1
1-0.5

0.5-0.25
0.25-0.1
0.1-0.05
0.05-0.01
Khối lợng riêng



g/cm3

1.6
46.2
41.5
9.8
0.9
2.65

5
6
7

Giá trị xuyên tiêu chuẩn
Sức chịu tải quy ớc
Môđun tổng biến dạng

N
Ro
Eo

Số búa/30cm

kG/cm2
kG/cm2

26
4/3
152

*Lớp 6: Cuội sỏi màu xám,xám trắng,xám vàng,trạng thái rất chặt.
Lớp này có mặt tại lỗ khoan HK4 & HK5. Chiều sâu lớp phân bố bắt đầu ở độ
sâu 39.5m(HK4) đến 39.8m(HK5), chiều sâu lớp kết thúc 45m(HK4)&(HK5) .
Chiều dày là 5.35m.
Gia trị xuyên tiêu chuẩn SPT N>100
Nh vậy tầng cuội sỏi có mo đun tổng biến dạng rất lớn.

`
án ĐCCT chuyên môn


Nguyn Khc Dng

Lp CTV- CCT K53

Ap lực tính toán tiêu chuẩn:tra trong tiêu chuẩn xây dựng 45-78(bảng 1.4) ta đợc
Ro=6.0 kG/cm2

STT

Các chỉ tiêu cơ lý

1

4

Thành phần hạt
>10
10-5
5-2
2-1
1-0.5
0.5-0.25
0.25-0.1
0.1-0.05
0.05-0.01
Khối lợng riêng

5
6
7

Giá trị xuyên tiêu chuẩn
Sức chịu tải quy ớc
Môđun tổng biến dạng

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị
TB
35.0

17.0
11.2
20.6
11.2
3.0
2.0

P

%



g/cm3

2.65

N

Số búa/30cm
kG/cm2
kG/cm2

105
6.0
>>

Eo

III. Đặc điểm địa chất thuỷ văn khu vực khảo sát:

Nớc dới đất ở khu vực xây dựng tồn tại trong lớp đất lấp và trong các
trầm tích hạt rời.Mực nớc dao động theo mùa.tại thời điểm khảo sát
mực đo đợc trong lớp đất cách mặt đất từ 0.8 đến 1.0m.Nguồn cung
cấp là nớc ma,nớc thải sinh hoạt.Trong giai đoạn khảo sát cha lấy mẫu
để phân tích thành phần hóa học của nớc

`
ỏn CCT chuyờn mụn


Nguyễn Khắc Dũng

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

CHƯƠNG 2
DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH
Vấn đề địa chất cơng trình là vấn đề bất lợi về mặt ổn định, về mặt kinh tế cũng
như khả năng xây dựng và sử dụng cơng trình, phát sinh do điều kiện địa chất cơng
trình khơng đáp ứng được các u cầu làm việc bình thường của cơng trình. Vấn đề
địa chất cơng trình không chỉ phụ thuộc vào các yếu tố của điều kiện địa chất cơng
trình tồn tại một cách khách quan, mà còn phụ thuộc vào loại cũng như đặc điểm
và quy mơ cơng trình cụ thể.
Khi khảo sát địa chất cơng trình, việc dự báo các vấn đề địa chất cơng trình
có ý nghĩa rất quan trọng. Nó cho phép biết được những vấn đề bất lợi của điều
kiện địa chất cơng trình đến việc xây dựng một cơng trình cụ thể, từ đó có thể đưa
ra các giải pháp thích hợp để khắc phục, đảm bảo cơng trình xây dựng kinh tế và
ổn định lâu dài.
2.1 Đặc điểm của cơng trình xây dựng.
Cơng trình xây dựng là cơng trình thuộc Công ty Dệt Kim-Đông Xuân Hà Nội
Thông số kỹ thuật của cơng trình như sau: Nhà 9 tầng có tải trọng 380 tấn/trụ. Diện

tích khu xây dựng là 19,5m x 34,5m.
2.2 Phân tích khả năng phát sinh các vấn đề địa chất cơng trình.
Với điều kiện ĐCCT của khu vực xây dựng, quy mơ và tải trọng cơng trình, trong
q trình thi cơng và sử dụng cơng trình có thể phát sinh một số vấn đề ĐCCT sau:
2.2.1 Vấn đề sức chịu tải của đất nền: Khi cơng trình xây dựng trên nề đất có
sức chịu tải thấp, đất nền sẽ không đáp ứng được điều kiện làm viêc bình thường
của cơng trình. Việc đánh giá khả năng chịu tải của đất nền cần gắn liền với quy

`
Đồ án ĐCCT chuyên môn


Nguyễn Khắc Dũng

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

mơ kết cấu cơng trình. Kết quả đánh giá khả năng chịu tải của các lớp đất là cơ sở
để lựa chọn giải pháp kết cấu móng và lớp đặt móng cho cơng trình.
2.2.2 Vấn đề biến dạng của đất nền: Cơng trình xây dựng trên đất nền, đặc biệt
là đất nền có sức chịu tải thấp, thường phát sinh biến dạng lún. Biến dạng lún của
đất nền nếu vượt quá giới hạn cho phép thì sẽ gây biến dạng và hư hỏng cơng trình.
Việc đánh giá khả năng biến dạng lún đặc biệt là lún khơng 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 cơng trình. Để đánh giá đặc điểm và khả năng lún
của cơng trình cần đánh giá q trình biến dạng lún theo thời gian. Kết quả đánh
giá biến dạng lún theo thời gian cho phép xác định tiến độ và thứ tự thi cơng cơng
trình hợp lý.
2.2.3 Vấn đề nước chảy vào hố móng: Trong giai đoạn khảo sát sơ bộ đã
quan trắc thấy mực nước ngầm nằm rất gần mặt đất 0,8m-1m, do đó trong q
trình thi cơng móng sẽ phát sinh hiện tượng nước chảy vào hố móng gây cản trở

q trình thi cơng móng.
Kết quả khảo sát ĐCCT dự báo đúng đắn các vấn đề ĐCCT có thể phát sinh, đó là
cơ sở để lựa chọn giải pháp thiết kế cũng như biện pháp cơng trình hợp lý.
2.3 Kiểm tốn các vấn đề địa chất cơng trình.
Việc tính tốn dự báo các vấn đề ĐCCT phụ thuộc vào đặc điểm cơng trình và giải
pháp về móng cơng trình. Vì vậy trước khi tính tốn dự báo cần phải luận chứng
giải pháp móng và thiết kế sơ bộ móng cơng trình để việc tính tốn dự báo được cụ
thể, chính xác đối với cơng trình.
2.3.1 Luận chứng giải pháp móng cơng trình.
Dựa vào mặt cắt ĐCCT tuyến HK2 – HK5 , HK5 – HK6 và sơ đồ bố trí các cơng
trình thăm dị ở giai đoạn khảo sát sơ bộ, tôi chọn địa tầng hố khoan HK5 làm cơ
sở tính tốn cho khu nhà B.

`
Đồ án ĐCCT chun môn


Nguyễn Khắc Dũng

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

Địa tầng HK2 mô tả từ trên xuống dưới như sau:
Lớp 1 (0,0-2,2m) :Đất lấp (cát lẫn bê tông,gạch vụn)
Lớp 2 (2,2-7,0m): Sét pha màu nâu hông, trạng thái dẻo mềm
Lớp 3 ( 7,0-24,8) : Sét pha màu xám đen lẫn hữu cơ, trạng thái dẻo chảy
Lớp 4 (24,8-27,6) : Sét nâu đỏ trạng thái dẻo cứng
Lớp 5( 26,6-40) :Cát hạt nhỏ xám xanh đến xám vàng trạng thái chặt vừa
Lớp 6 (40-45) :Cuội sỏi màu xám trắng đến xám vàng, trạng thái rất chặt
Đối với khu nhà 9 Tầng với tải trọng lớn (Ptc = 380T/trụ) thì các lớp đất phía trên
đều khơng chịu được tải trọng của cơng trình, hoặc là chiều dày lớp khơng lớn. thì

giải pháp móng nơng là khơng hợp lý về mặt kỹ thuật, khả năng biến dạng của
công trình là rất cao. Cịn nếu dung giải pháp móng cọc khoan nhồi thì khơng hợp
lý về mặt kinh tế. Vì vậy tơi quyết định chọn giải pháp móng cọc đài thấp, cọc ma
sát làm bằng bê tông cốt thép (BTCT) được chế tạo sẵn, thi công bằng phương
pháp ép tĩnh
Cọc BTCT có những ưu điểm sau:
• Đáp ứng được những u cầu của cơng trình có tải trọng lớn, hạn chế được
hiện tượng lún đặc biệt là lún không đều.
• Thi cơng được trong mọi điều kiện ĐCCT và ĐCTV.
• Tránh được rung động và lún tới cơng trình lân cận.
Móng cọc BTCT có nhưng ưu điểm sau :
Đáp ứng được những u cầu của cơng trình có tải trọng lớn và chiều dài lớn
( hạn chế được độ lún đặc biệt là lún lệch ).
Thi công được trong mọi điều kiện ĐCCT và ĐCTV.
Tránh được rung động và lún tới cơng trình lân cận.

`
Đồ án ĐCCT chun mơn


Nguyễn Khắc Dũng

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

Dựa vào địa tầng và tải trọng cơng trình tơi quyết định đặt mũi cọc tại lớp
5.Cọc sẽ cắm sâu vào lớp 5 là 2,2m.Như vậy độ sâu thiết kế là 29m.Đáy đài đặt ở
độ sâu 1,5m,cọc ngàm vào đài 0,5m vì thế chiều dài cọc là 28m.
2.3.2. Thiết kế và tính tốn sơ bộ móng cọc bê tơng cốt thép
Xác định sơ bộ kích thước cọc:
Căn cứ vào điều kiện ĐCCT và tải trọng cơng trình 380T/trụ, ta dùng cọc

ma sát cấu tạo bằng bê tơng cốt thép đúc sẵn, tiết diện 30ì30cm. Chiều dài cọc
28m, bê tông mac 300
Cốt thép dọc chịu lực là loại thép CT3 (nhà dân dụng) số lượng 4 thanh,
đường kính 20mm (ệ20). Cốt thép đai đường kính ệ8. Các đoạn cọc nối với nhau
bằng bản thép dầy và được hàn bằng bản mã điện.
Cọc ngàm vào đài 0,5m, bề dầy đài 1,5m, đáy đài ở độ sâu 1,5m tính từ bề
mặt cơng trình, mũi cọc cắm ở độ sâu thiết kế 29m và cắm sâu vào lớp 5 là 2,2m.
chieu dai coc 28
Xác định sức chịu tải tính tốn của cọc.
•

Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc
(2.1)

PVL - Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc (T)
m - Hệ số điều kiện là việc của cọc, lấy m = 0,9
- Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc trục = 1
Rbt - Cường độ chịu nén dọc trục của bê tông Rbt= 1300 ( T/m2 );
Rct - Cường độ chịu nén tính tốn của cốt thép. có Rct= 21000 ( T/m2 )
Fct - Diện tích tiết diện cốt thép
Fct= 4.r2 = 4.3,14.(0,02/2)2 = 0,00126 (m2)
Fbt - Diện tích tiết diện của bêtông với

`
Đồ án ĐCCT chuyên môn


Nguyễn Khắc Dũng

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

Fbt= 0,3.0,3 – 0,00126 = 0,0774 (m2)
Thay số vào công thức (2.1) ta được :
Pvl = 0,9.1.(1300.0,0774 + 21000.0,00126) = 114,372(T)
Pvl = 114,372(T)
•

Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ chịu tải của đất nền
Giả thiết ma sát xung quanh thân 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 chịu
tải của nền đất xác định theo công thức.

(2.2)
Pđất - sức chịu tải của cọc theo đất nền ( T )
m - Hệ số điều kiện làm việc (chọn m = 0,9)
α1 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc. Tra bảng3.2 (Sách cơ đất nền
móng) cho lớp sét pha ta được α1= 0,9;
α2 - Hệ số kể đến ma sát giữa cọc và đất nền, thông thường lấyα 2 = 1.0
α3 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc mở rộng chân cọc tới sức chịu tải của nền đất
tại mũi cọc (Đóng cọc dẫn bịt đầu khơng xói và khơng lấy đất bên trong có sỏi) tra
bảng3.4 (Sách cơ đất nền móng) lấy α 3 = 0,7
U - chu vi tiết diện ngang của cọc, U = 4.0,3 = 1,2 (m)
τi - lực ma sát giới hạn trung bình của mỗi lớp đất
li - chiều dày của mỗi lớp đất cọc xuyên qua (m)
F - diện tích tiết diện cọc, F = 0,3.0,3 = 0,09 (m2)
- cường độ giới hạn đơn vị trung bình của lớp đất dưới mũi cọc

= 364(T/m2)

(do tỳ lên lớp 5- cát hạt nh theo bảng tra 3.6 trang 68 sách giáo trình nền và móng
– trường Đại Học Mỏ - Đại Chất ).

`
Đồ án ĐCCT chuyên môn


Nguyễn Khắc Dũng

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

Khi xác định ma sát thành bên i theo cách tra bảng. Sự phân chia và tính tốn
ma sát quanh cọc được thể hiện trong bảng 2.1
Bảng 2.1.Bảng kết quả tính tốn lực ma sát trung bình
Lớp
2
3
5
Tổng

chiều
TB(m)
3.75
16.4
33.3

sâu Độ sệt
0.7
0,78

τi
(T/m2)
0.475
1.456
6.43

li

(m)

4.5
20.8
13

τi.li (T/m)
2.137
30.28
83.59
116.007

Thay số vào cơng thức (2.2), ta có:
Pdat=0,7.0,9 (0,9 .1 .1,2 .116,007 + 0,7.0,09 .364) = 93.38 (T)
Vậy Pdat = 93,38(T)
So sánh 2 giá trị : Pvl, Pđn ta thấy :
PVL = 114,372(T)> Pdat= 93.38 (T)
Để đảm bảo an tồn cho cơng trình tơi chọn sức chịu tải của cọc theo giá trị tính
tốn Pdat= Ptt = 93.38 (T)
Tính tốn đài cọc, số cọc trong đài
•

Xác định sơ bộ kích thước đài
ở cùng độ sâu, ứng suất úz do nhóm cọc (đứng gần nhau) gây ra lớn hơn

nhiều ứng suất σz do cọc đơn gây ra. Và như vậy độ lún của cọc đơn sẽ nhỏ hơn độ
lún của nhóm cọc khi các cọc chịu cùng tải trọng. Nếu khoảng cách giữa các cọc
càng lớn thì sự khác nhau này càng ít. Để đảm bảo tất cả các cọc trong nhóm cọc
làm việc hiệu quả thì khoảng cách giữa hai tim cọc thỏa mãn điều kiện
b - chiều rộng cọc = 0.3m ;
r - khoảng cách giữa hai tim cọc (m) → r = 3.0,3 = 0,9 (m)

`
Đồ án ĐCCT chuyên môn

r ≥ 3b


Nguyễn Khắc Dũng

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

Với b = 0,3 m, khi đó ứng suất trung bình dưới đáy đài ( TB) định sơ bộ theo công
thức :

σ TB =

Ptt
93.38
=
= 115,28(T / m 2 )
2

2
(3b)
(3 × 0.3)
(2.3)

Diện tích sơ bộ đáy đài Fsb(m2) xác định sơ bộ theo công thức:

(2.4)
- khối lượng riêng của móng
, giả thiết
h - chiều dày đài là 1,5m
Ntt - tải trọng tính tốn tác dụng lên đài, Ntt = n.Ntc
Với: n - hệ số vượt tải, lấy n = 1,2
Ntc - tải trọng tiêu chuẩn của cơng trình, Ntc = 380 (T).
Vậy tải trọng tính tốn tác dụng lên đài là:
Ntt = 1,3.380 = 494 (T)
Thay các giá trị vào cơng thức (2.4) diện tích sơ bộ của đáy đài:

Fsb =

456
≈ 4,07(m 2 )
115,28 − 2,2 × 1,5 × 1,3

Cấu tạo đài cọc:

`
Đồ án ĐCCT chuyên môn

Nguyn Khc Dng

Lp CTV- CCT K53

Trụ nhà

Đài cọc
1,5m
0,5m
0.05m

Hỡnh 2.1 : Cấu tạo đài cọc

•

Xác định sơ bộ số cọc trong đài

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

N tc + G
nc = n
PTT

(2.5)

nc - số cọc trong đài;
n - hệ số vượt tải n= 1,3
G - trọng lượng của đài và đất phủ trên đài, ta có:

G = n × Fsb × γ tb × h = 1,3 × 4,07 × 2,2 × 1,5 = 17.46(T )

Thay số vào công thức (2.5):

`
Đồ án ĐCCT chuyên môn


Nguyễn Khắc Dũng
nc = 1,3

380 + 16.14
= 5 .6
93.38

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

(cọc)

Để an toàn ta chọn số cọc là 6 cọc.
•

Bố trí cọc trong đài

Khoảng cách giữa các cọc phải bố trí sao cho tải trọng truyền xuống mũi cọc
và giữa các cọc là như nhau. Để cọc làm việc không ảnh hưởng đến khả năng chịu
lực của nhau, làm việc thành 1 khối, để đảm bảo điều này, theo kinh nghiệm
khoảng cách 2 tâm cọc gần nhất không nhỏ hơn 3 lần đường kính cọc (hay cạnh)
và ≥ 0,7m.Mép ngoài cùng của cọc đến mép đài là 5cm đối với cơng trình dân
dụng (khoảng cách a)(theo giáo trình nền và móng)
Số lượng cọc là 6, vậy tơi chọn bố trí cọc theo dạng song song với các kích thước
như sau:

- Khoảng cách hai tâm cọc gần nhau theo chiều dài: 3.b=3.0,3=0.9m
- Khoảng cách hai tâm cọc gần nhau theo chiều rộng: 3.b=3.0,3=0,9m
- Khoảng cách từ mép cọc ngoài cùng đến mép đài là 5cm
→ Cạnh dài của đài cọc có kích thước: 0,3 + 2.0,05 + 2.0,9 = 2,2 (m)
Chiều rộng đài: 0,3 + 2.0,05 + 0,9= 1,3 (m) ( Bố trí cọc dạng song song)
+) Diện tích đáy đài là 2,2.1,3= 2,86 m2
+) Bê tơng mác 300 có Rn = 1300 T/m2
+) Cốt thép: thép chịu lực là thép loại CT-3 có Rn= 21000 T/m2
+) Lớp lót đài : bê tông dày10cm
+) Đài liên kết ngàm với cột và cọc thép ở cọc neo trong đài 0,5m
Bố trí cọc như hình vẽ :
es
Hình2.2 : Sơ đồ bố trí cọc trong đài

`
Đồ án ĐCCT chuyên môn


Nguyễn Khắc Dũng

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc
Khi cọc chịu tải trọng đúng tâm thì điều kiện là:

qc – Trọng lượng của mỗi cọc dưới đáy đài:
qc =γc.L.Fc = γc.L.b2 = 2.5 28 0.32 = 6,3 (T)
γc- Khối lượng thể tích của bê tơng, γc= 2,5 T/m3,
Fc - Diện tích của cọc.
L - chiều dài cọc.(m)

P0 - Tải trọng tính tốn thực tế của cơng trình lên mỗi cọc theo phương thẳng đứng
(T)

(2.6)
Có Gđ- khối lượng của đài và đất lấp trên đài:
Gd = n × Fd × γ tb × h = 1,2 × 2,86 × 2,2 × 1,5 = 11.32(T )

Thay số vào công thức (2.6), ta được :
P0 =

→

494 + 11,32
= 84 ,22(T ) < Ptt = 93,38(T )
6

P0 + qc = 84 ,32 + 6.3 = 90,62(T ) < Ptt = 93.38(T )

Tải trọng tác dụng lên cọc nhỏ hơn sức chịu tải của đất nền. Vậy cọc chịu
được tác dụng của tải trọng do cơng trình truyền xuống.
Kiểm tra cường độ nền đất dưới mũi cọc

`
Đồ án ĐCCT chuyên môn


Nguyễn Khắc Dũng

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

ϕ tb =

∑ϕ .l
∑l
i

i

i

Góc mở được xác định theo cơng thức:α = với

(2.7)

φtb - góc ma sát trung bình của các lớp đất xung quanh cọc,

φi - góc ma sát trong lớp thứ i
li - chiều dày lớp thứ i xung quanh cọc.

Bảng 2.2.Bảng xác định
Lớp đất

(độ)

li(m)

(rad)

2

11016’

4.5

50042’

3

6005’

20.8

126032’

5

32040’

13

427040’

Tổng

15047’37.44

604054’

Góc mở α = = 4
Diện tích đáy móng khối quy ước: Fqư = (A + 2l.tgα)(B + 2l.tgα) (2.8)

Với A=2,1m; B=1,2m; l=28m
Thay số liệu vào công thức (2.8), ta có:

Fqu = (2,1 + 2.28.tg 4 0 )(1,2 + 2.28.tg 4 0 ) = 30.77(m 2 )
Do tải trọng tác dụng phân bố đều trên khối móng quy ước nên khả năng nhổ
cọc không xẩy ra.

`
Đồ án ĐCCT chuyên môn


Nguyễn Khắc Dũng

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

Để đảm bảo đất nền dưới mũi cọc không bị phá hoại (theo tiêu chuẩn xây
dựng Việt Nam, nền đất bị coi là phá hoại khi chiều sâu vùng biến dạng dẻo tại
mép móng cơng trình lớn hơn 0,25 lần chiều rộng móng) thì ứng suất do tải trọng
cơng trình và trọng lượng móng khối quy ước gây ra tại đáy móng khối quy ước
khơng được vượt quá sức chịu tải giới hạn của đất nền ở đáy móng khối quy ước.
tức là phải thỏa mãn điều kiện:

Trong đó:

tt

- ứng suất do tải trọng cơng trình và trọng lượng móng khối quy

ước gây ra tại đáy móng khối quy ước, tính theo cơng thức:

σ =
tt

N tc + Gqu
Fqu

=

ΣN
Fqu
(2.9)

Ntt - tải trọng tính tốn của cơng trình, Ntc = 80 T;
Fqư - diện tích đáy móng khối quy ước, Fqư = 30.77 m2;
Gqư - trọng lượng móng khối quy ước (T);
Giả thiết khi đóng, đất trong phạm vi móng khối quy ước bị dồn chặt lại và
khơng bị dịch chuyển ra ngồi hay trồi lên. Khi đó khối lượng móng khối quy ước
được xác định theo công thức:
Gqu = Gđ + Qc + Qqu(2.10)
Gđ - khối lượng của đài và đất lấp trên đài,
γtb- Khối lượng thể tích trung bình đất và bê tơng nằm trên đáy đài, lấy
T/m3

`
Đồ án ĐCCT chuyên môn

tb

= 2,2

Nguyễn Khắc Dũng

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

→ Gđ=n.Fqu.h.γtb = 1,1 .30,77.1,5 .2,2 = 111,69 (T)
Qc – Trọng lượng cọc dưới đáy đài, ta có:

Qc = nc × L × Fc × γ bt = 6 × 28 × 0,32 × 2,5 = 37.8(T )
(L - chiều dài cọc; γbt- khối lượng thể tích cọc lấy γbt = 2,5 T/m3);
Thể tích của phần cọc Vc =6x28x0.32 = 15.12 (m3)
Khối lượng thể tích trung bình dưới đáy đài :

γ qu=

γ 2l2 + γ 3l3 + γ 5l5
= 1.7(T / m3 )
∑ li

Thể tích của phần móng khối quy ước bên dưới đáy đài:
V = Fqu.(28 – 1,5) = 30.77 26.5 = 815.4 (m3)
Thể tích của phần đất dưới đáy đài:
Vđ = V – Vc = 815.4–15.12= 800.28 (m3)
Trọng lượng của phần đất dưới đáy đài:
Qqu = γqu’.Vđ =1.7.800.28 =1360.476(T)
Ta có: N = 380 + 111.69+ 37.8 + 1360.476 = 1889.96 (T)
Thay vào (2.9) ta có

σ tt =

1889 .96
= 61.42
30.77

(T/m2)

Rgh - sức chịu tải giới hạn của đất nền dưới đáy móng khối quy ước,
(2.11)
m - hệ số kể đến điều kiện làm việc, trường hợp này lấy m = 1;

`
Đồ án ĐCCT chuyên môn


Nguyễn Khắc Dũng

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

A, B, D - hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong của lớp đất dưới đáy móng
khối quy ước, với φtb = 15047’37.44” (tra bảng ) ta được: A=0.352; B=2.402;
D=4.95.
b - chiều rộng đáy móng khối quy ước. b = 5.115 m
γ- khối lượng thể tích đất dưới đáy móng khối, do đặt vào lớp 5 nên lấy =
2,65 (g/cm3).
γ- khối lượng thể tích trung bình của các lớp đất nằm trên đáy móng khối quy
ước
h - chiều sâu của khối móng quy ước tính tới đầu mũi cọc, hqu=29(m);
c - lực dính kết đơn vị ở đáy móng khối quy ước, c = 0 (T/m 2); (lớp dưới mũi
cọc là cát lẫn sỏi sạn )
Thay số vào cơng thức (2.11), ta có:

quy
R gh = 1× (0.352 × 5.115 × 2,65 + 2,402 × 29 × 1.7 + 4.95 × 0) = 123.18(T )
So sánh σtt và Rgh : ta thấy σtt = 61.42(T/m2) < Rgh = 123.18(T/m2 ).
Vậy đất nền có cường độ chịu tải đạt yêu cầu..
6.

Kiểm tra khả năng chọc thủng đài cọc
Để đài cọc không bị chọc thủng trong quá trình làm việc thì chiều cao làm

việc tổng cộng của đài cọc phải thoả mãn điều kiện sau:

h0 >

P
U [τ ]

(2.13)

Trong đó:
h0: Chiều cao làm việc của đài cọc, h0 = (1,5 – 0,5) = 1 m;
P: Tải trọng tác dụng lên các cọc 84,32 (T);

`
Đồ án ĐCCT chuyên môn


Nguyễn Khắc Dũng

Lớp ĐCTV- ĐCCT K53

: cường độ khoáng cắt giới hạn của bê tông, theo kinh nghiệm lấy:

[τ ]

=

Rn
10

[τ ]

, với Rn là cường độ kháng nén của bê tông Rn = 1100 T/m2

= 110 (T/m2)

U: chu vi tiết diện cọc, U = 4 0.3 = 1,2 (m)

Thay vào cơng thức (2.13) ta có:

84 ,32
= 0,58(m)
1,3 × 110

< h0 = 1m.

Như vậy đài cọc không bị chọc thủng do cọc.
7.

Vấn đề biến dạng lún của đất nền
Khi thiết kế xây dựng và sử dụng cơng trình thì độ lún cuối cùng của cơng

trình khơng được lớn hơn độ lún giới hạn cho phép, tức là phải thỏa mãn điều kiện:
S

[Sgh]

S - tổng độ lún cuối cùng của cơng trình;
[Sgh] - độ lún giới hạn cho phép, với cơng trình nhà dân dụng: [Sgh] = 8 cm.
Coi móng cọc là móng khối quy ước có kích thước là: 2,2m 1,3m; chiều sâu đáy
móng là 28m, ta kiểm tra lún như đối với móng nơng.
•

Xác định vùng hoạt động nén ép

áp lực gây lún tại đáy móng là:

(2.14)
σtc - áp lưc tiêu chuẩn của cơng trình tác dụng nên đáy móng khối quy ước,
theo kết quả tính tốn ở trên σtc= 84,32 (T/m2)

`
Đồ án ĐCCT chuyên môn