Tài liệu Luận văn Đánh giá điều kiện Địa chất công trình nhà A khu nhà Phùng Khoang, Trung Văn, Từ Liêm, Hà Nội. Thiết kế khảo sát công trình phục vụ cho thiết kế kỹ thuật thi công công trình pdf

§å ¸n §CCT chuyªn m«n
Luận văn
Đánh giá điều kiện Địa chất công trình
nhà A khu nhà Phùng Khoang, Trung
Văn, Từ Liêm, Hà Nội. Thiết kế khảo
sát công trình phục vụ cho thiết kế kỹ
thuật thi công công trình
1
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
MỞ ĐẦU
Trong thời đại kinh tế xã hội phát triển mạnh mẽ như hiện nay cùng với đó
Hà nội không ngừng phát triển. Cùng với sự phát triển đó thì mật độ dân số thành
phố Hà Nội ngày càng tăng. Kèm theo là vấn đề nhà ở càng trở nên cấp thiết đặc
biệt trong giai đoạn hiện nay.Mặt khác điều kiện kinh tế và diện tích lãnh thổ nước
ta hiện nay việc xây dựng các chung cư cao tầng là giải pháp phù hợp và hiệu quả
nhất. Với chúng tôi là sinh viên ngành ĐCTV - ĐCCT thì làm quen các bước khảo
sát ĐCCT trong xây dựng các hạng mục công trình rất quan trọng. Do đó trong
học kỳ này chúng tôi học môn học địa chất công trình chuyên môn do thầy Tô
Xuân Vu giảng dạy. Với phương châm học đi đôi với hành nhằm giúp những sinh
viên nắm vững thêm những kiến thức đã học, tôi đã được thầy Tô Xuân Vu giao
cho đồ án môn học Địa chất công trình chuyên môn với đầu bài như sau:
“ Đánh giá điều kiện Địa chất công trình nhà A khu nhà Phùng Khoang,
Trung Văn, Từ Liêm, Hà Nội. Thiết kế khảo sát công trình phục vụ cho thiết kế kỹ
thuật thi công công trình”
Qua thời gian làm việc dưới sự hướng dãn tận tình của TH.S Tô Xuân Vu,
TH.S Nguyễn Thị Nụ, KS Phạm Thị Ngọc Hà tôi đã hoàn thành bản đồ án đúng
thời gian với nội dung như sau:
Mở Đầu
Chương I: Đánh gía Điều kiện ĐCCT
Chương II: Dự báo các vấn đề ĐCCT

Chương III: Thiết kế phương án khảo sát ĐCCT
Kết Luận
Qua đây tôi chân thành cảm ơn TH.S Nguyễn thị Nụ, TS Tô Xuân Vu,
đã hướng dẫn tận tình để tôi có thể hoàn thành đố án môn học này.
2
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
CHƯƠNG I: ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN CÔNG TRÌNH
Ở khu nhà thuộc Phùng Khoang, Văn Trung, Từ Liêm Hà Nội ở giai đoạn
khảo sát sơ bộ đã tiến hành khảo sát các giai đoạn sau: Với 5 hố khoan trong đó hố
khoan 1 sâu 50m, hố khoan 2 sâu 50m, hố khoan 3 sâu 52m, hố khoan 4 sâu 50m,
hố khoan 5 sâu 50m.
Dựa vào kết quả khảo sát và công tác thí nghiệm chúng tôi tiến hành chúng
tôi tiến hành đánh giá điều kiện địa chất công trình khu vực nhà A như sau:
I.1.Đặc điểm địa hình, địa mạo
Qua tài liệu ta thấy rằng địa hình của khu vực khảo sát cao hơn so với mực
nước biển từ 6.0
÷
6.9m, địa hình tương đối bằng phẳng. Cao độ địa hình thay đổi
không nhiều từ +6.0 đến +6.9, địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang
Đông, bề mặt địa hình của khu vực không có sự thay đổi mạnh. Thành phần đất
chủ yếu cấu tạo lên khu vực nghiên cứu là tầng đát lấp, tầng sét pha, tầng cát bụi,
tầng sét, tầng cát hạt nhỏ, tầng sổi sạn lẫn cát. qua đây ta thấy rằng nguồn gốc
thành tạo từ các lòng sông cổ và các quá trình bồi tích của sông. Mặt khác khu xây
dựng nằm trong vùng ngoại thành do đó có mặt bằng thuận lợi trong quá trình thi
công.
I.2.Địa tầng và các tính chất cơ lý của đất đá
Theo kết quả của công tác khoan khảo sát Địa chất công trình, thí nghiệm
cho thấy cấu trúc nền tại khu vực dự kiến xây dựng công trình gồm các lớp đất
theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

+Lớp 1:
3
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
Chiều dày ổn định, bề dày của lớp thay đổi từ 0
÷
2.3m từ K
1
đến K
5
chiều
dày trung bình1.8m. Thành phần chủ của lớp này gồm hai phần, phần trên chủ yếu
là đất lấp, phần dưới là lớp sét pha màu nâu gụ, xám tro, lẫn dễ cây thành phần
không đồng nhất.
+ Lớp 2:
Lớp này có chiều dày từ độ sâu 2m (K
1
) đến độ sâu 5.6m (K
5
) và bề dày
trung bình 2.1m. Thành phần của lớp này chủ yếu là sét pha có màu nâu gụ ở trạng
thái dẻo chảy. Giá trị tiêu chuẩn của các chỉ tiêu cơ lý dược trình bày ở bảng 2.1
Bảng 2.1: Bảng chỉ tiêu cơ lý của đất nền lớp 2
STT Chỉ tiêu Kí hiệu đơn vị Trung bình
1 Độ ẩm W W % 27.93
2 Khối lượng tự nhiên
W¦
γ
g/cm
3

1.78
3 Khối lượng thể tích
C
γ
g/cm
3
1.39
4
Khối lượng riêng
∆
g/cm
3
2.69
5 Hệ số lỗ rỗng e
0
0.92
6 Độ lỗ rỗng n % 48.1
7 Độ bão hoà G % 81.66
8 Giới hạn chảy W
l
% 29.57
9 Giới hạn dẻo W
P
% 18.87
10 Chỉ số dẻo I
P
% 10.7
11 Độ sệt I
s
0.84

12 Lực dính kết C C KG/cm
2
0.08
13 Góc ma sát trong
ϕ
độ 9
0
7
’
14 Hệ số nén lún a
1-2
cm
2
/KG 0.056
15 Kết quả thí nghiệmSPT (N
30
) búa
+Mô đun tổng biến dạng được tính theo công thức (2-1)
Ko
m
a
e
E
21
1
.
−
+
=
β

Trong đó:
β
là hệ số phụ thuộc vào từng loại đất, hệ số lỗ rỗng của từng loại
đất.
β
= 0.57
e: Là hệ số rỗng của đất.
4
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
a
1-2
: Hệ số nén lún của lớp đất được xác định theo đường cong nén lún với áp
lực tương ứng là P = 1-2 KG/cm
2
.
m
K
: Hệ số chuyển đổi từ điều kiện không nở hông trong phòng sang nở hông
ngoài thực địa. Tra theo bảng trong giáo trình địa chất công trình chuyên môn m
k
=
2.5. Thay các số vào công thức (2-1)
2
/4957.0
056.0
927.01
5.2 cmKGE
o
=×

+
×=
+Sức chịu tải quy ước được tính theo công thức (2-2)
.
0
mR =
[ ]
CDhBbA .) ( ++
γ
Trong đó R
0
: là sức chịu tải quy ước.
A, B, D là các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào góc ma sát trong của
đất.
m : Hệ só điều kiện làm việc, m = 1
b: Chiều rộng móng quy ước, b = 1m
h: Chiều sâu móng quy ước, h = 1m
γ
: Khối lượng thể tích tự nhiên của đất
c: Là lực dính kết.
Với bảng chỉ tiêu cơ lý trên ta thay vào công thức (2-2) ta có:
R
0
=
( )
[ ]
65,008,0.1,410.78,1.1.64,11.16,0.1
1
=++
−

KG/cm
2

+Lớp 3: Cát bụi màu xám tro, trạng thái chặt vừa bão hoà nước
xuất hiện ở tất cả các hố khoan diện phân bố rộng có chiều sâu thay đổi từ
3,0m (K4) đến 19,6 m (K3) với chiều dày trung bình 6,37m thành phần chủ yếu cát
bụi màu xám ở tro trạng thái xốp lớp này đã lấy 4 mãu thí nghiệm. Theo kết quả thí
nghiệm cho chỉ tiêu cơ lý như sau:
Thành phần hạt Hàm lượng %
0.5-0.25 4
5
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
0.25-0.1 28
0.1-0.05 32
0.05-0.01 36
Khối lượng riêng
∆
:
∆
= 2.65 g/cm
3
Sức kháng xuyên tiêu chuẩn SPT (N
30
): N
30
= 7 búa
Mô đun tổng biến dạng được tính theo công thức:
E
o

= a + c.( N + 6 ) (2-3)
Trong đó :
c: Hệ số phụ thuộc vào từng loại đất, tra theo bảng 7 - 22 sách giáo trình địa
chất công trình chuyên môn.
a = 40 nếu N >15, a = 0 nếu N < 15
Với lớp 3 ta có N = 7
⇒
a = 0, lớp 3 là cát bụi nên c =3,5 thay vào công
thức (2-3) ta được:
E
0
= 0 + 3,5.( 7+6 ) = 52 (kG/cm
2
)
Áp lự tính toán tiêu chuẩn tra trong tiêu chuẩn xây dựng (45-78) ta được:
R
0
= 1 (KG/cm
2
)
+Lớp 4:
Lớp này có diện phân bố tương đối rộng từ 11.8m (LK1) đến 23.4m (LK5)
có chiều dày trung bình khoảng 9,76 m, có thành phần chủ yếu cát bụi màu xám tro
ở trạng thái chặt vừa. Lớp này đã lấy 4 mẫu thí nghiệm, theo kết qủa thí nghiệm
cho chỉ tiêu cơ lý như sau:
Thành phần hạt Hàm luợng %
0.5-0.25 9
0.25-0.1 17
0.1-0.05 26
0.05-0.01 48

6
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
Mô đun tổng biến dạng của lớp được tính theo công thức (2-3)
E
o
= 0 + 3,5.( N + 6 ) thay số vào ta được:
E
0
= 0 + 3,5.( 6 + 13) = 66,5(kG/cm
2
)
Áp lực tính toán tiêu chuẩn tra trong tiêu chuẩn (45-78) ta có R
0
=1 (KG/cm
2
)
+Lớp 5:
Sét pha màu xám tro có trạng thái dẻo chảylớp đất này phát hiện trong tất cả
các hố khoan ở độ sâu từ 20,2 m (K
1
) đến 29,9 m (K
5
) có chiều dày từ 4,5 m đến
9,3m, có chiều dày trung bình là 6,06 m. Giá trị tiêu chuẩn các chỉ tiêu cơ lý được
trình bày trong bảng 2-2:
Bảng 2-2: Bảng chỉ tiêu cơ lý của đất nền lớp 5
STT Chỉ tiêu Kí hiệu đơn vị Trung bình
1 Độ ẩm W % 68.22
2 Khối lượng tự nhiên

W¦
γ
g/cm
3
1.49
3 Khối lượng thể tích
C
γ
g/cm
3
0.88
4 Khối lượng riêng
∆
g/cm
3
2.51
5 Hệ số lỗ rỗng e
0
1.82
6 Độ lỗ rỗng n % 99.6
7 Độ bão hoà G % 72,91
8 Giới hạn chảy W
l
% 64.78
9 Giới hạn dẻo W
P
% 48.65
10 Chỉ số dẻo I
P
% 16.12

11 Độ sệt I
s
1.21
12 Lực dính kết C KG/cm
2
0.097
13 Góc ma sát trong
ϕ
độ 4
0
17
’
14 Hệ số nén lún a
1-2
cm
2
/KG 0.200
15 Kết quả thí nghiệm SPT (N
30
) búa 3
+ E
0
, R
0
được xác định theo công thức (2-1), (2-2)
m
k
= 1 thay số vào công thức ta được
E
0

= 8,037 (KG/cm
2
)
Tra bảng A=0,065, B = 1,27, D = 3,538
Thay vào công thức (2-2) ta có:
7
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
R
0
= 0,54 (KG/cm
2
)
+ Lớp 6:
Cát bụi màu nâu gụ, trạng thái chặt vừa có chiều sâu mặt lớp từ 29,5m và
chiều sâu kết thúc 31,6m, chiều dày trung bình của lớp 2,2m. Lớp này đã lấy 3 mẫu
thí nghiện cho kết quả chỉ tiêu cơ lý sau:
Thành phần hạt Hàm lượng %
0.25-0.1 25,67
0.1-0.05 29
0.05-0.01 45,33
Khối lượng riêng
∆
:
∆
= 2,66 (KG/cm
2
)
Sức kháng xuyên tiêu chuẩn SPT N
30

: N
30
= 14( búa)
Mô đun tổng biến dạng được tính theo công (2-3):
E
o
= 0 +3,5( N + 6 )
Thay số vào công thức ta được:
E
0
= 0 + 3.5( 14 + 6 ) = 70 (kG/cm
2
)
Áp lực tính toán tiêu chuẩn tra theo tiêu chuẩn xây dựng (45-78) ta có: R
o
=
2,5 (KG/cm
2
).
+Lớp 7:
Thành phần chủ yếu là sét pha có màu xám tro, trạng thái dẻo mềm. Lớp đất
này phát hiện trong tất cả các hố khoan từ độ sâu 31,2m (K
4
) đến 38,6 m (K
5
) và có
chiều dày trung bình 3,28 m. Giá trị tiêu chuẩn của các chỉ tiêu cơ lý được trình
bày ở bảng 2-3.
Bảng 2- 3: Bảng chỉ tiêu cơ lý của đất nền lớp 7
STT Chỉ tiêu Kí hiệu Đơn vị Trung bình

1 Độ ẩm W % 29.92
2 Khối lượng tự nhiên
W¦
γ
g/cm
3
1.91
3 Khối lượng thể tích
C
γ
g/cm
3
1.47
4 Khối lượng riêng
∆
g/cm
3
2.646
8
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
5 Hệ số lỗ rỗng e
0
0.8
6 Độ lỗ rỗng n % 44.4
7 Độ bão hoà G % 71,43
8 Giới hạn chảy W
l
% 34.08
9 Giới hạn dẻo W

P
% 23.32
10 Chỉ số dẻo I
P
% 10.76
11 Độ sệt I
s
0.613
12 Lực dính kết C KG/cm
2
0.222
13 Góc ma sát trong
ϕ
độ 10
0
54
’
14 Hệ số nén lún a
1-2
cm
2
/KG 0.0308
15 Kết quả thí nghiệm SPT (N
30
) búa 5
+ E
o
, R
o
được tính theo công thức (2-1), (2-2)

Lấy m
k
= 3,5 thay số vào công thức ta được:
E
o
= 116.59 (KG/cm
2
)
Tra bảng ta có A = 0,253; B = 2,05; D = 4,283 thay vào công thức
(2-2) ta có:
R
o
= 0,57 (KG/cm
2
)
+Lớp 8:
Thành phần chủ yếu là sét màu nâu vàng ở trạng thái nửa cứng. Diện phân
bố tương đối rộng, độ sâu biến đổi từ 34,2 m (K
3
) đến 39,8 m (K
5
) với chiều dày
trung bình 2,26 m. Giá trị tiêu chuẩn của các chỉ tiêu cơ lý được trình bày ở bảng
2-4:
Bảng 2- 4: Bảng chi tiêu cơ lý của đất nền lớp 8
STT Chỉ tiêu Kí hiệu Đơn vị Trung bình
1 Độ ẩm W % 36.17
2 Khối lượng tự nhiên
W¦
γ

g/cm
3
1.83
3 Khối lượng thể tích
C
γ
g/cm
3
1.34
4 Khối lượng riêng
∆
g/cm
3
2.69
5 Hệ số lỗ rỗng e
0
1.00
6 Độ lỗ rỗng n % 99.5
7 Độ bão hoà G % 66,19
8 Giới hạn chảy W
l
% 50.28
9 Giới hạn dẻo W
P
% 32.22
9
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
10 Chỉ số dẻo I
P

% 18.05
11 Độ sệt I
s
0.219
12 Lực dính kết C KG/cm
2
0.29
13 Góc ma sát trong
ϕ
độ 12
0
57
’
14 Hệ số nén lún a
1-2
cm
2
/KG 0.0315
15 Kết quả thí nghiệm SPT (N
30
) búa 17
+ E
o
, R
o
được tính theo công thức (2-1), (2-2)
Lấy m
k
= 2,3, thay vào công thức ta được
E

o
= 83,32(KG/cm
2
)
Tra bảng ta có A = 0.259, B = 2.05, D = 4,55 thay vào công thức (2-2) ta có:
R
0
= 0,56 (KG/cm
2
)
+Lớp 9:
Thành phần chủ yếu là sét pha màu xám tro ở trạng thái nửa cứng với chiều
sâu mặt lớp từ 35,3 m đến chiều sâu kết thúc 42,2m và có chiều dày trung bình 5,2
m. Giá trị tiêu chuẩn của các chỉ tiêu cơ lý được trình bày trong bảng 2-5:
Bảng 2-5: Bảng chỉ tiêu cơ lý của lớp 9
STT Chỉ tiêu Kí hiệu Đơn vị Trung bình
1 Độ ẩm W % 28.04
2 Khối lượng tự nhiên
W¦
γ
g/cm
3
1.84
3 Khối lượng thể tích
C
γ
g/cm
3
1.44
4 Khối lượng riêng

∆
g/cm
3
2.52
5 Hệ số lỗ rỗng e
0
0.75
6 Độ lỗ rỗng n % 42.8
7 Độ bão hoà G % 68,79
8 Giới hạn chảy W
l
% 41.42
9 Giới hạn dẻo W
P
% 26.44
10 Chỉ số dẻo I
P
% 13.98
11 Độ sệt I
s
0.11
12 Lực dính kết C KG/cm
2
0.37
13 Góc ma sát trong
ϕ
độ 14
0
56
’

14 Hệ số nén lún a
1-2
cm
2
/KG 0.018
15 Kết quả thí nghiệm SPT (N
30
) búa 12
+ E
o
, R
o
được tính theo công thức (2-1), (2-2)
10
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
Lấy m
k
= 4, thay vào công thức (2-1)ta được:
E
o
= 221,4 (KG/cm
2
)
Tra bảng ta có A = 0,322, B = 2,292, D = 4,831 thay vào công thức
(2-2) ta có:
R
0
= 0,57 (KG/cm
2

)
+Lớp 10:
Thành phần chủ yếu là cát hạt nhỏ màu xám tro, cát hạt vừa phát triển ở độ
sâu 40 m (LK3) đến 43,9 m (LK5), có chiều dày trung bình khoảng 2,06 m lớp này
lấy 3 mẫu thí nghiệm cho kết quả chỉ tiêu cơ lý sau:
Thành phần hạt Hàm lượng %
0.5-0.25 14,3
0.25-0.1 61,35
0.1-0.05 18
0.05-0.01 6,35
Khối lượng riêng
∆
:
∆
= 2,65 (KG/cm
2
)
Sức kháng xuyên tiêu chuẩn SPT N
30
: N
30
= 22 (búa)
Mô đun tổng biến dạng được tính theo công thức: (2-3)
E
o
= 40 + 4,5.( N + 6 )
Thay số vào công thức ta có:
E
0
= 40 + 4,5( 22 + 6 ) = 166 (kG/cm

2
)
+ Lớp 11:
Thành phần chủ yếu là sỏi sạn lẫn cát màu nâu xám với trạng thái chặt vừa,
phát triển ở độ sâu 43,2m (LK2) đến độ sâu 50m (LK5). Lớp sỏi sạn này có chiều
dày trung bình 6,54m lớp này lấy mẫu thí nghiệm. Theo kết quả thí nghiệm chỉ tiêu
cơ lý được trình bày dưới đây:
Thành phần hạt Hàm lượng %
5-2 39,4
11
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
2-1 14,2
1-0.5 8,2
0.5-0.25 5,4
0.25-0.1 3,8
0.1-0.05 3,8
0.05-0.01 10
0.01-0.005 15,2
Sức kháng xuyên tiêu chuẩn SPT (N
30
): N
30
= 54 – 80 búa
Mô đun tổng biến dạng của lớp sỏi sạn được tính theo công thức (2-3):
(theo Bengeman)
E
o
= 40 + 12( N -16 ) = 40 + 12( 67 - 6 ) = 772 (kG/cm
2

)
áp lực tính toán tiêu chuẩn tra theo tiêu chuẩn xây dựng (45 – 78) ta được R
0
= 3 (KG/cm
2
)
I.3. Điều kiện Địa chất thuỷ văn.
Tại khu vực xây dựng nước dưới đất được cung cấp bởi 3 nguồn nước chính
là nguồn nước mặt, nước mưa và nước thải. Mực nước dưới đất cách mặt đất từ
0,8m đến 1,0m nước ở đây tồn tại trong lớp đất lấp và trong các trầm tích hạt rời.
Mực nước ngầm nằm cao gây khó khăn cho việc mở và thi công hố móng. Do đó
cần chú ý đến các hiện tượng nước chảy vào hố móng, sập nở thành hố khoan, hiện
tượng cát chảy…
I.4. Các hiện tượng động lực công trình.
a. Hiện tượng bán ngập
Hiện tượng này là kết quả ủa nước mặt và nước dưới đất ở những chỗ
trũng, thấp, nước ngầm nằm nông gây rất nhiều khó khăn cho công tác xây dựng
đặc biệt là công tác mở hố móng. Nhưng trong quá trình thi công thì hiện tượng
này được giải quyết.
12
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
b. Hiện tượng sụt nún do khai thác nước ngầm
Theo tài liệu qua trắc của các nhà chuyên môn cho thấy ở Hà Nội tốc độ
sụt lún 1-2 cm/năm. Nguyên nhân của hiện tượng này là khai thác nước quá mức
không có quy hoạch. Trong quá trình khai thác mực nước chưa được phục hồi,
nước tách ra khỏi lỗ rỗng tạo khoảng trống gây lên hiện tượng sụt lún trên diện
rộng vì vậy cần có biện pháp khai thác nước ngầm một cách hợp lý.
c. Hiện tượng lún không đều
Hiện tượng này xảy ra trong quá trình thi công hoặc sau khi sử công trình

nguyên nhân của hiện tượng này do có bề dày lớp đất yếu lớn hoặc danh giới của
các lớp đất yếu thay đổi đột ngột hoặc tải trọng của công trình phân bố chưa đều.
Do đó muốn xây dựng công trình cần phải khảo sát và đánh gía nghiêm túc các
điều kiện địa chất công trình có thể xảy ra. Từ đó có các biện pháp bố trí công trình
hợp lý.
d. Hiện tượng động đất
Qua nghiên cứu các tài liệu từ trước thì Hà Nội không thuộc tâm động đất
tuy nhiên vẫn chịu nhiều chấn động lãnh thổ. Vì vậy khi thiết kế công trình cần
tính toán tới vấn đề động đất.
I.5. Vật Liệu xây dựng và khoáng tự nhiên
Khu vực xây dựng nằm ngoại thành xong rất khan hiếm vật liệu khoáng tự
nhiên. Tất cả đều được khai thác và vận chuyển từ nơi khác đến. Nhưng trong quá
trình vận chuyển thì thuận lợi vì đường xá khu vực này còn vắng vẻ.
Qua đây ta thấy rằng điều kiện địa chất công trình của khu vực xây dựng
tương đối thuận lợi và đáp ứng được thời gian thi công.
13
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
CHƯƠNG II: DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT
CÔNG TRÌNH
Vấn đề địa chất công trình là vấn đề địa chất bất lợi phát sinh khi xây
dựngvà sử dụng công trình do điều kiện địa chất công trình không đáp ứng được
yêu cầu làm việc bình thường của công trình.
Nhà A thuộc khu nhà ở Phùng Khoang, Trung Văn, Từ liêm, Hà Nội đựơc
xếp vào công trình cấp II quy mô vừa phải nhà 6 tầng.
Độ lớn tải trọng nhà 6 tầng là 280 T/trụ căn cứ vào cấu trúc đất nền và tính
chất cơ lý thì điều kiện địa chất công trình ở đây được xem là tương đối phức tạp
mực nước nằm nông, khi xây dựng công trình có khả năng phát sinh các vấn đề địa
chất công trình như sau:
Vấn đề sức chịu tải của nền đất

Vấn đề ổn định lún
II.1. Chọn giải pháp móng
Nhà A khu Phùng Khoang 6 tầng tải trọng 280T/ trụ tôi nhận thấy với điều
kiện địa chất công trình khu xây dựng thì phương án móng cọc ma sát là hợp lý
nhất. Do vậy để tính toán tôi chọn móng cọc bê tông cốt thép thi công bằng
phương pháp đóng.
Dựa vào mặt cắt tuyến công trình 1-2 và sơ đồ bố trí công trình ở giai
đoạn thăm dò tôi chọn tầng hố khoan1 làm cở sở để tính toán. Địa tầng phân bố hố
khoan được mô tả như sau:
+ lớp 1: Phần trên là đất lấp phần dưới là sét pha màu nâu gụ, xám tro lẫ
dễ cây, thành phần không đồng nhất, bề dày 2,0 m.
14
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
+ Lớp 2: Sét pha màu nâu gụ trạng thái dẻo chảy bề dày là 2,9 m.
+Lớp 3: Cát bụi màu xám tro trạng thái xốp, bão hoà nước bề dày 6,9 m.
+ Lớp 4: Cát bụi mà xám tro, trạng thái chặt vừa bão hoà nước có bề dày
9,8 m.
+ Lớp 5: Sét pha màu xám tro, trạng thái dẻo chảy với bề dày 8,1 m.
+ lớp 6: Cát bụi màu nâu gụ trạng thái chặt vừa, bề dày 1,6 m.
+ Lớp 7: Sét pha màu xám tro, trạng thái dẻo mềm, bề dày 3,0 m.
+ Lớp 8: Sét màu nâu vàng, trạng thái nửa cứng có bề dày 3,3 m.
+ Lớp 9: Sét pha màu xám tro trạng thái nửa cứng có bề dày khoảng 5,4
m.
+ Lớp 10: Cát hạt nhỏ màu xám tro, trạng thái chặt vừa có bề dày 1,9 m.
+Lớp 11: Sỏi sạn lẫn cát màu nâu xám, trạng thái rất chặt với bề dày 6,1
m.
II.2. Chọn dài cọc, móng cọc
II.2.1. chọn chiều sâu đặt đáy đài
Dựa vào tài liệu thu thập ở giai đoan trước mực nước xuất hiện từ 0,8m

đến 1,0m. Tô ài cọc đl i chọn chiều sâu đặt đáy đài 1,5m, được cấu tạo bằng bê
tông cốt thép. Kích thước của đài cọc phụ thuộc số lượng cọc và sự phân bố cọc
trên mặt bằng.
II.2.2.Chọn loại cọc và kích thước cọc
Dựa vào cấu trúc nền nơi xây dựng, tôi chọn lớp tựa cọc là lớp số 4, mũi
cọc cắm sâu vào lớp 4 là 7 m để đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật tôi chọn mác bê
tông 300, tiết diện 25 x 25 cm thép dọc 4,
φ
16 loại A- II, CT5, đầu cọc ngàm vào
đài 0.5m
Như vậy tổng chiều dài của cọc là: L = 11,8 + 7 - 1 = 17, 8 m
II.2.3 Xác định sức chịu tải tính toán của cọc
a. sức chịu tải tính toán của cọc theo vật liệu làm cọc
15
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
Cọc bê tông cốt thép, sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được tính
theo công thức:
)(
bbaaV
FRFRmP +=
ϕ
(3-1)
Trong đó:
P
v
: Sức chịu tải tính toán cọc theo vật liệu làm cọc.
m: Là hệ số điều kiện làm phụ thuộc số lượng cọc trong móng lấy
m = 0.85
F

a
: Diên tích tiết diện phần cốt thép: F
a
= n.3,14.r
2
= 4.3,14. (0,008)
2
=
0.0008 (m
2
)
R
a
: Cường độ chịu kéo, nén của cốt thép phụ thuộc vào loại cốt thép tra
bảng phụ lục1-b sách nền móng nhà xuất bản giáo dục thì R
a
= 24000T/m
2
F
b
: Diện tích phần bê tông : F
b
= 0,25
2
- F
a
= 0.0617 (m
2
)
R

b
: Cường độ chịu kéo của bê tông phụ thộc vào máng bê tông lấy theo
phụ lục sách nền và móng nhà xuất bản giáo dục thì R
b
= 1300T/m
2
ϕ
: hệ số uốn dọc trục, lấy bằng 1
Thay vào công thức (3-1) ta có :
P
V
= 0,85.(24000 . 0,0008 + 0,0617 .1300) = 84,49 T/m
2
II.2.4 xác định sức chịu tải theo đất nền
Với giả thiết ma sát quanh thân cọc phân bố đều theo chiều sâu trong
phạm vi mỗi lớp đất và phản lực của đất ở mũi cọc phân bố đều trên tiết diện
ngang của cọc.
Sức chịu tải của cọc được xác định ttheo công thức
)(
2
1
1 i
n
i
ii
tc
nd
FRLumKP
ατα
+=

∑
=
(3-2)
Trong đó:
P
d
: Sức chịu tải tính toán của cọc
m: Hệ số làm việc của đất dưới mũi cọc lấy m = 0,85
16
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
1
α
: Hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc lấy
1
α
=1
2
α
: Hệ số kể đến ma sát giữa đất và cọc lấy
2
α
=1
u: Chu vi tiết diện cọc u = 4. 0,25= 1m
i
τ
: lực ma sát của lớp đất thứ i phụ thuộc vào từng loại đất, tính chất của
đất và chiều sâu trung bình của mỗi lớp đất theo bảng 3-5 sách giáo khoa nền và
móng do Tạ Đức Thịnh biên soạn.
L

i
: Chiều dày của mỗi lớp mà cọc đi qua
F: Diện tích tiết diện cọc F = 0,0625 m
2
tc
n
K
: Hệ số đồng nhất của đất chịu nén = 0,7
R
i
: Cường độ trung bình của lớp đất ở mũi cọc, phụ thuộc vào loại đất và
chiều sâu mũi cọc, lấy theo bảng 3-6 sách giáo khoa nền và móng do Tạ Đức Thịnh
biên soạn.
Bảng 3-1: bảng tính toán
i
τ
và ể
i
τ
L
Lớp 1 độ sâu
trung bình
độ sệt
i
τ
L
i
ể
i
τ

L
i
1 1.15 - 2 2,0 4,4
2 3.95 0.84 0.4 2,9 1,16
3 9.34 - 3.3 6,9 22,77
4 16.6 - 3.87 9,8 37,92
ể
i
τ
L
i
= 66,18(T/m
2
)
Thay vào công thức (3-2) ta có:
( )
)/(51,45165.0625,01.18,66.85,0.7,0
2
mTP
d
=+=
Để đảm bảo cho công trình ta chọn sức chịu tải cho đất nền
P = P
d
= 45,51 (Tấn)
Bảng3-2: bảng thống kê các thông số kỹ thuật của cọc
STT Chỉ số Giá trị
17
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n

1 Tiết diện cọc 0,25x0,25(m
2
)
2 Chiều dài làm cọc 17,1(m)
3 Bê tông làm cọc Mac 300
4 P
v
84,49T
5 P
d
45,51 T
II.2.5. xác định sơ bộ kích thước đài cọc, số cọc bố trí trong đài
a.xác định sơ bộ kích thước đài cọc
Theo quy định khoảng cách giữa các cọc trong đài lớn hơn hoặc bằng 3d
(với d là đường kính hoặc cạnh cọc). Nếu chọn khoảng cách giữa các cọc 3d thì áp
lực tính toán giả địnhdo phản lực đầu cọc gây ra được tính theo công thức:
( )
90,80
)25.03(
51,45
3
22
=
×
==
d
P
P
H
gh

H
(T) (3-3)
Diện tích sơ bộ đáy đài được tính theo công thức:
hP
nP
F
tb
H
gh
ct
d
γ
−
=
/
Trong đó:
F
d
: Diện tích đáy đài, m
2
tb
γ
: Khối lượng trung bình của đài và đất đắp
tb
γ
= 2,0 T/cm
3
n: Hệ số vượt tải n = 1.2
Thay vào công thức (3-4) ta có:
31,4

5,1.0,290,80
280.2,1
=
−
=
d
F
m
2
Vậy chọn đài tiết diện vuông kích thước: 2,1m x 2,1m = 4,42 m
2
b.xác định số lượng cọc trong đài
Lực dọc tính toán lên bê tông đáy đài:
N = P
H
+ó
tb
.F
d
.h = 280.1,2 + 2,0. 4,42.1,5 = 349,26
Số lượng cọc trong đài được tính theo công thức:
18
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
H
P
N
n
β
=

(3-5)
Trong đó:
N: Là số lượng cọc trong đài
õ: Hệ số kinh nghiệm kể đến tải trọng ngang và mô men, lấy = 1,3
Thay vào công thức (3-5)ta có:
97,9
51,45
26,349
3,1 ==n
cọc
Như vậy ta chọn số cọc n= 10 cọc
Việc bố trí cọc trong đài được biểu diễn trong hình:
19
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
2,1m
2,1m
0,25m
0,25m
20
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
II.3. kiểm tra độ an toàn của cọc và đất nền
I.3.1. kiểm tra tải trong tác dụng lên cọc
Móng chịu tải trọng thẳng đứng đúng tâm, số lượng cọc là 10 để cọc làm
việc bình thường thì điều kiện sau phải thoả mãn:
P
n
P
P

H
Max
≤=
(3-6)
Trong đó:
P
Max
: Lực nén lớn nhất tác dụng lên cọc
P: Sức tải của cọc
Thay số vào công thức (3-6) ta có:
25,426,33
10
2,1.280
≤==
Max
P
Vậy cọc làm việc bình thường
21
Líp §CTV – K49
17,8
m
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
II.3.2 kiểm tra cường độ của đất nền
Để kiểm tra cường độ tại mũi cọc, người ta coi cọc, đài cọc, phần giữa các
cọc là một móng khối quy ước. Diện tích móng khối quy ước được tính theo công
thức sau đây:
)2)(2(
11
αα
LtgBLtgAF

qu
++=
(3-7)
Trong đó:
F
qu
: Diện tích móng khối quy ước
A, B là khoảng cách hai hàng cọc ngoài cùng đối diện nhau A
1
= B
1
= 1,2m
ỏ: Góc mở của móng khối quy ước với
4
tb
ϕ
α
=
Trong đó:
ử
tb
: Góc ma sát trung bình từ mũi cọc đến đáy đài
Với
L
L
ii
tb
∑
=
ϕ

ϕ
(3-8)
Trong đó:
L: Là khoảng cách từ mũi cọc đến đáy đài.
Ta có trong phạm vi từ đáy đài đến mũi cọc gồm các lớp sau:
Lớp số 2: ử = 9
o
7’ L = 2,9 m
Lớp số 3: ử = 35
0
L = 6,9 m
Lớp số 4: ử = 35
0
L = 9,8 m
'0
183531,35
3,17
35.8,99,6.359,2.12,9
==
++
=
tb
tb
ϕ
ϕ
Từ đây ta có:
'0
'0
498
4

1835
4
===
tb
ϕ
α
Thay vào công thức (3-7) ta được:
22
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
F
qu
= ( 1,2 + 2.17,3.tg8
0
49
’
).(1,2 + 2.17,3.tg8
0
49
’
) = 43,12 m
2
Sơ đồ móng khối được thể hiện trong hình (3-2):
23
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
17,8
5,6m
5,6m
24

Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
Để nền đất dưới mũi cọc không bị phá hoại bởi tải trọng công trình thì điều
kiện sau phải thoả mãn:
ct
qu
td
tb
R
F
N
/
≤=
σ
(3-9)
Trong đó:
tb
σ
: Ứng suất dưới khối móng uy ước.
N
td
: Tổng tải trọng thẳng đứng tác dung dưới đáy móng quy ước.
F
qu
: Diện tích đáy khối móng quy ước
R
t/c
: Sức chịu tải của đất nền tại khối móng quy ước
Ta có:
N

td
= 1,2.P
t/c
+ G
1
+ G (3-10)
Trong đó:
P
t/c
: Tải trọngcủa công trình truyền xuống, P
t/c
= 280 T
1,2 là hệ số vượt tải
G trọng lượng đài và đất nền trên đài G = 25 T
G
1
: trọng lượng cọc và đất giữa cọc
G
1
= ó
tb
.F
qu
.L (3-11)
Trong đó:
L: là khoảng cách giữa mũi cọc đến đáy đài, L = 17,3m
ó
tb
: Khối lượng thể tích trung bình của đất và cọc đến mũi cọc
71,1

3,17
)79,1.8,979,1.9,378,1.9,2(
1
1
.
=
++
==
∑
∑
n
i
n
ii
tb
L
L
γ
γ
Thay số vào công thức (3-10) ta có:
N
td
= 1,2.280 + 25 + 17,3.1,71.43,12= 1636(T)
Thay vào công thức (3-11) ta có:
25
Líp §CTV – K49