Đề tài Địa chất công trình - Địa kỹ thuật

Header Page 1 of 113.

Đồ án môn
học "Địa chất
công trình Địa kỹ thuật"

Footer Page 1 of 113.


Header Page 2 of 113.

Mục lục

MỞ ĐẦU ................................................. 5
TS :Tô Xuân Vu ............................................ 5
Nội dung đồ án ............................................. 5
Phần lời : ................................................. 5
Mở đầu .................................................. 5
Kêt luận . ................................................. 5
Bản vẽ: .................................................. 6
Sinh viên. ................................................. 6
Đặng Văn Nam ............................................. 6
CHƯƠNG I ............................................... 7
ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH. .................. 7
1.1 . Đặc điểm địa hình địa mạo: ................................ 7
1.2 . Địa tầng và tính chất cơ lý của đất đá : ......................... 7
2.4. Các hiện tượng địa chất động lực công trình: .................... 13
Nhận xét: ................................................ 13
CHƯƠNG II ............................................. 14
I.Vấn đề khả năng chịu tải của đất nền. ........................... 15
1. Chọn chiều sâu đặt móng ................................... 16

2 Tính toán sức chịu tải của cọc : ............................... 16
So sánh PVL và PDL ta lấy sức chịu tải tính toán cho cọc là giá trị nhỏ nhất ...... 17
Sơ đồ bố trí cọc trong đài ..................................... 19
được tính theo công thức :  =

tb
4

.............................. 19

Fqu =(Aq)2 ................................................ 20
tc

P

qu

= Ptt + Gq, .......................................... 20

II. Vấn đề biến dạng lún công trình: ............................. 22
n

 .h i .

S=

i 1

Mà ta có :
S=

i
E i ............................................. 22
 z  K 0 Pgl ;  bt  H  z ............................... 22

0,62.0,6 14,4
2,3
(
 13,82  11,52  8,72  6,46  4,8  3,7  2,9 
)  0,012m . ..... 23
1846
2
2

Footer Page 2 of 113.


Header Page 3 of 113.

III. Vấn đề nước chảy vào hố móng .............................. 23
CHƯƠNG III ............................................. 24
I- Luận chứng nhiệm vụ thiết kế ................................ 24
Yêu cầu của giai đoạn khảo sát ĐCCT chi tiết là : ..................... 25
II. Công tác thu thập tài liệu và viết phương án ...................... 26
1) Mục đích: ........................................... 26
2) Nội dung và khối lượng: ................................. 26
3) Phương pháp tiến hành. ................................. 27
III. Công tác trắc địa ....................................... 27
2) Nội dung và khối lượng công tác .............................. 27
Khối lượng công tác trắc địa được trình bày trong bảng sau: ............. 27

Bảng 1 ................................................ 27
3. Công tác khoan thăm dò ................................... 28
a) Mục đích ........................................... 28
- Xác định địa tầng, chiều sâu mực nước dưới đất xuất hiện và ổn định .... 28
- Lấy mẫu đất thí nghiệm trong phòng .......................... 28
Tổng số : Hố khoan tiêu chuẩn là 87 m. Hố xuyên là 81 m............ 31
c) Chọn phương pháp khoan- thiết bị khoan: ...................... 31
+, Phương pháp khoan .................................... 31
Dùng phương pháp khoan xoay lấy mẫu, bơm rửa bằng dung dịch sét bentônít. 31
Bảng II - Đặc tính kỹ thuật của máy khoan. ........................ 31
4. Công tác lấy mẫu thí nghiệm ................................ 33
a, Mục đích và ý nghĩa: ................................... 33
- Mẫu đất dùng để thí nghiệm trong phòng bao gồm xác định các chỉ tiêu cơ lý
của đất nền. ........................................... 33
b, Các loại mẫu, cách lấy và bảo quản. ......................... 33
6. Công tác thí nghiệm trong phòng ............................. 35
7. Công tác thí nghiệm ngoài trời. ............................... 38
A. Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn(SPT): ............................ 38
Tiêu chuẩn thiết bị .......................................... 38
Hình : Sơ đồ cấu tạo mũi xuyên (SPT). ........................... 38
Trạng thái của đất loại sét được xác định theo bảng ..................... 40

Footer Page 3 of 113.


Header Page 4 of 113.

Bảng : Cường độ và trạng thái của đất loại sét và sét pha. ............... 40
Bảng II - 10: Kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh. ........................ 42
8. Công tác chỉnh lý tài liệu và viết báo cáo. ........................ 44

a. Mục đích. ........................................... 44
b. Nội dung, khối lượng công tác tiến hành. ...................... 44
c. Yêu cầu nội dung báo cáo: ................................ 44
Kết luận ................................................. 45
Hà Nội, ngày 12 tháng 11 năm 2008 .............................. 46
Đặng Văn Nam ............................................ 46
Tài liệu tham khảo ......................................... 46

Footer Page 4 of 113.


Header Page 5 of 113.

MỞ ĐẦU
Trường Đại học Mỏ - Điạ chất Hà Nội là trung tâm đào tạo ra những kỹ sư
chuyên nghiên cứu về trái đất ngành Địa chất công trình - Địa kỹ thuật, nhằm đi
sâu nghiên cứu đặc tính cơ học của đất đá nhằm đảm bảo tồn tại cho các loại
công trình liên quan đến vỏ trái đất để phục vụ nhu cầu phát triển của xã hội.
Hàng năm trường đại học Mỏ Địa Chất không ngừng đào tạo ra những kỹ sư
ĐCCT - ĐKT. Qua gần 5 năm học tập ở trường với những môn học cơ sở đến
nay chúng em đã được học môn học “ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH CHUYÊN
MÔN”. Đây là môn học tổng hợp nó liên quan đến hầu hết những môn đã học,
hệ thống hóa các công tác nghiên cứu cụ thể cho từng loại công trình, từng giai
đoạn cụ thể. Nó là môn học mang tính chuyên môn, là cơ sở để làm tài liệu địa
chất công trình, là công việc chính của kỹ sư ĐCCT khi đi làm việc, vì vậy để
đảm bảo chất lượng sinh viên củng cố lý thuyết, nhanh chóng áp dung thực tế.
Bộ môn địa chất công trình đã có kế hoạch cho chúng em học môn đia chất công
trình chuyên môn kết hợp với việc làm đồ án môn học với đề tài: “Đánh giá
điều kiện địa chất công trình nhà A thuộc khu chung cư cao tầng Ngô Tất Tố,
quận Bình Thạnh, thành phố Hồ Chí Minh. Thiết kế khảo sát địa chất công

trình phục vụ cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật-lập bản vẽ thi công.” Dưới sự
hướng dẫn của thầy giáo.
TS :Tô Xuân Vu
Nội dung đồ án
Phần lời :
Mở đầu
Chương I

: Đánh giá điều kiện ĐCCT khu vực xây dựng khu chung cư

cao tầng Ngô Tất Tố.
Chương II : Dự báo các vấn đề ĐCCT
Chương III : Thiết kế phương án khảo sát ĐCCT
Kêt luận .
Footer Page 5 of 113.


Header Page 6 of 113.
Bản vẽ:

- Các mặt cắt ĐCCT :

2 bản.

- Bảng tổng hơp các chỉ tiêu cơ lý :

1 bản.

- Sơ đồ bố trí thi công thăm dò tỷ lệ : 1:200 .

1 bản.

Do có sự hạn chế kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tế chuyên môn,
nên đồ án của Em còn có nhiều sai sót. Kính mong các thầy giáo, cô giáo trong
bộ môn góp ý, hướng dẫn. Em xin chân thầnh cảm ơn.

Sinh viên.

Đặng Văn Nam

Footer Page 6 of 113.


Header Page 7 of 113.

CHƯƠNG I
ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH.

Trong giai đoạn nghiên cứu khả thi, sau khi đã thu thập đầy đủ tài liệu
thông tin từ nguồn tài liệu đã công bố. Các giai đoạn này công tác khảo sát
ĐCCT sơ bộ đã tiến hành lập sơ bộ tài liệu thực tế, khảo sát ĐCCT công trình
bố trí mạng lưới công trình khoan thăm dò. Số lỗ khoan bố trí trên các nhà gồm
06 lỗ khoan. Lấy mẫu,thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất. Thí nghiệm
xuyên tiêu chuẩn.
Dựa vào kết quả công tác khảo sát thu thập được, chúng tôi tiến hành
đánh giá điều kiện ĐCCT khu vực khảo sát như sau
1.1 . Đặc điểm địa hình địa mạo:
Dựa vào sơ đồ tài liệu thực tế khảo sát ĐCCT. Khu chung cư cao tầng
Ngô Tất Tố được xây dựng tại quận Bình Thạnh, thành phố Hồ Chí Minh. Địa
hình khu vực xây dựng đã được san lấp tương đối bằng phẳng, độ chênh cao

không đáng kể, dao động trong khoảng 0,4  0,5m. Cao độ trung bình +3,8m.
Cao độ lỗ khoan 0,0m.
1.2 . Địa tầng và tính chất cơ lý của đất đá :
Viềc xử lí mẫu lấy từ 06 lỗ khoan của giai đoạn trước (những lớp có số
mẫu  6 các chỉ tiêu được lấy theo giá trị trung bình, những lớp có số mẫu > 6
các chỉ tiêu cơ lý được tính toán theo phương pháp xác xuất thống kê).Theo kết
quả khoan khảo sát ĐCCT ở giai đoạn nghiên cứu khả thi, thì địa tầng nền đất
tại khu vực xây dựng bao gồm 6 lớp theo thứ tự trên xuống dưới.
* Mô đun tổng biến dạng xác định theo công thức:
E0 = β

1 
 m k , (kG/cm2)
a12

E0 : Mô đun tổng biến dạng ( kG/cm2);
β : hệ số có xét đến nở hông của đất, phụ thuộc vào từng loại đất;
o : hệ số rỗng của đất;
a1-2: hệ số nén lún (cm2/kG);
mK : hệ số qui đổi từ thí nghiệm trong phòng ra ngoài trời, phụ
thuộc vào từng loại đất và được tính theo bảng sau:
β

0.43

0.62

0.74

0.76

Tên đất

Sét

Sét pha

Cát pha

Cát

Footer Page 7 of 113.


Header Page 8 of 113.

Nếu Is  0.75 thì lấy mk =1
Nếu Is  0.75 thì lấy theo bảng sau
mk ứng với o

Loại
đất
Cát
pha
Sét
pha
Sét

0.45

0.55

0.65

0.75

0.85

0.95

1.05

4.0

4.0

3.5

3.0

2.0

-

-

5.0

5.0

4.5

4.0

3.0

2.5

2.0

-

-

6.5

6.0

5.5

5.5

4.5

Sức chịu tải quy ước cho phép xác định theo công thức :
Ro = m(A.b + B.h)γ +D.C,
A, B, D : hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất, tra bảng 2-2
nền móng;
h : chiều sâu qui ước h = 1m;
b : chiều rộng khối móng qui ước b = 1m;

γ : khối lượng thể tích trung bình;
c : lực dính kết của đất;
m : hệ số điều kiện làm việc (m = 1).
Tổng hợp tài liệu khảo sát, ta có thể chia đất nền thành 6 lớp như sau:
Lớp 1: Lớp đất lấp: Lớp đất lấp (1), được hình thành trong quá trình san
lấp tạo mặt bằng xây dựng. Phía trên là lớp sét pha, sét lẫn phế thải xây dựng,
thành phần hỗn tạp trạng thái không đều, chiều dày lớp là 1,5m.
Lớp này phân bố ngay trên mặt nó không có ý nghĩa về mặt xây
dựng nên không tiến hành láy mẫu thí nghiệm.
Lớp 2: Bùn sét lẫn hữu cơ, màu xám nâu, xám đen, trạng thái chảy. Chiều
dày trung bình của lớp : 14,5m.
Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 2 :
STT
1

Các chỉ tiêu cơ lý
Độ ẩm tự nhiên

Footer Page 8 of 113.

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị TB

W

%

81,7


Header Page 9 of 113.
2

Khối lượng thể tích tự nhiên

c

g/cm3

1,47

3

Khối lượng thể tích khô

c

g/cm3

0,81

4

Khối lượng riêng

s

g/cm3

2,61

5

Hệ số rỗng tự nhiên

o

6

Độ lỗ rỗng

n

%

69

7

Độ bão hoà

G

%

96

8

Giới hạn chảy

Wl

%

72,4

9

Giới hạn dẻo

Wp

%

38,6

10

Chỉ số dẻo

Ip

%

33,8

11

Độ sệt

IS

12

Lực dính kết

C

13

Góc ma sát trong

14

Hệ số nén lún

15
16

2,22

1,28
kG/ cm2

0,065

độ

3

a 1-2

cm2/kG

0,31

Sức chịu tải quy ước

Ro

kG/cm2

0,22

Môđun tổng biến dạng

Eo

kG/cm2

4,2

*Mô đun tổng biến dạng:
Với β = 0,43

E0 = β

1 
 mk ,
a12

mk = 1,0 thay số ta có: E0 = 4,2 (KG/cm2).

*Sức chịu tải qui ước : R0 = m[(A.b + B.h ) γ + Dc],
Quy ước lấy m =1 ; b = 1 ; h = 1 ;
với φ = 30 00’

A = 0,045 ; B = 1,185 ; D = 3,42;

Thay số ta có: R0 = 0,22(kG/cm2).
Lớp 3: Sét pha màu nâu xám, trạng thái dẻo mềm. Chiều dày trung bình
của lớp : 14,0m.
Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 3 :
STT

Các chỉ tiêu cơ lý

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị TB

W

%

22,5

1

Độ ẩm tự nhiên

2

Khối lượng thể tích tự nhiên

c

g/cm3

1,93

3

Khối lượng thể tích khô

c

g/cm3

1,58

4

Khối lượng riêng

s

g/cm3

2,72

5

Hệ số rỗng tự nhiên

o

6

Độ lỗ rỗng

n

%

41,9

7

Độ bão hoà

G

%

84,8

Footer Page 9 of 113.

0,722


Header Page 10 of 113.
8

Giới hạn chảy

Wl

%

27,8

9

Giới hạn dẻo

Wp

%

16,9

10

Chỉ số dẻo

Ip

%

10,9

11

Độ sệt

IS

12

Lực dính kết

C

13

Góc ma sát trong

14

Hệ số nén lún

15

16

0,51
kG/ cm2

0,200

độ

18

a 1-2

cm2/kG

0,024

Sức chịu tải quy ước

Ro

kG/cm2

1,7

Mô đun tổng biến dạng

Eo

kG/cm2

184,6

*Mô đun tổng biến dạng:
Với β = 0,62

E0 = β

1 
 mk ,
a12

mk = 4,15 thay số ta có: E0 = 184,6 (kG/cm2).

*Sức chịu tải qui ước : R0 = m[(A.b + B.h ) γ + Dc],
Quy ước lấy m =1 ; b = 1 ; h = 1 ;
với φ = 180 00’

A = 0,43 ; B = 2,73 ; D = 5,31;

Thay số ta có: R0 = 1,7(kG/cm2).
Lớp 4: Sét màu xám vàng, xám nâu, trạng thái nửa cứng. Chiều dày trung
bình của lớp : 6,5m.
Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 4 :
STT

Các chỉ tiêu cơ lý

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị TB

W

%

24,7

1

Độ ẩm tự nhiên

2

Khối lượng thể tích tự nhiên

c

g/cm3

1,94

3

Khối lượng thể tích khô

c

g/cm3

1,56

4

Khối lượng riêng

s

g/cm3

2,71

5

Hệ số rỗng tự nhiên

o

6

Độ lỗ rỗng

n

%

42,4

7

Độ bão hoà

G

%

90,8

8

Giới hạn chảy

Wl

%

43

9

Giới hạn dẻo

Wp

%

22,8

10

Chỉ số dẻo

Ip

%

20,2

11

Độ sệt

IS

12

Lực dính kết

C

13

Góc ma sát trong

Footer Page 10 of 113.

0,737

0,09
kG/ cm2

0,35

độ

16


Header Page 11 of 113.
14

Hệ số nén lún

a 1-2

cm2/kG

0,03

15

Sức chịu tải quy ước

Ro

kG/cm2

2,3

16

Mô đun tổng biến dạng

Eo

kG/cm2

140,1

*Mô đun tổng biến dạng:
Với β = 0,43

E0 = β

1 
 mk ,
a12

mk = 6,05 thay số ta có: E0 = 140,1 (kG/cm2).

*Sức chịu tải qui ước : R0 = m[(A.b + B.h ) γ + Dc]
Quy ước lấy m =1 ; b = 1 ; h = 1 ;
với φ = 160 00’

A = 0,36 ; B = 2,43 ; D = 4,99;

Thay số ta có: R0 = 2,3(kG/cm2).
Lớp 5: Cát pha màu xám sáng, trạng thái dẻo có chiều dày tb lớp : 2,0m.

Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 5 :
STT

Các chỉ tiêu cơ lý

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị TB

W

%

18,4

1

Độ ẩm tự nhiên

2

Khối lượng thể tích tự nhiên

c

g/cm3

1,90

3

Khối lượng thể tích khô

c

g/cm3

1,60

4

Khối lượng riêng

s

g/cm3

2,70

5

Hệ số rỗng tự nhiên

o

6

Độ lỗ rỗng

n

%

40,8

7

Độ bão hoà

G

%

72,2

8

Giới hạn chảy

Wl

%

20,5

9

Giới hạn dẻo

Wp

%

14,8

10

Chỉ số dẻo

Ip

%

5,7

11

Độ sệt

IS

12

Lực dính kết

C

13

Góc ma sát trong

14

Hệ số nén lún

15
16

0,688

0,63
kG/ cm2

0,073

độ

26

a 1-2

cm2/kG

0,018

Sức chịu tải quy ước

Ro

kG/cm2

1,5

Mô đun tổng biến dạng

Eo

kG/cm2

229

*Mô đun tổng biến dạng:
Với β = 0,74

E0 = β

1 
 mk ,
a12

mk = 3,3 thay số ta có: E0 = 229 (kG/cm2)

*Sức chịu tải qui ước : R0 = m[(A.b + B.h ) γ + Dc],
Quy ước lấy m =1 ; b = 1 ; h = 1 ;
Footer Page 11 of 113.


Header Page 12 of 113.

với φ = 260 00’

A = 0,84 ; B = 4,37 ; D = 6,90;

Thay số ta có: R0 = 1,5(kG/cm2).
Lớp 6: Sét pha màu xám vàng, xám trắng, trạng thái dẻo cứng. Chiều dày
trung bình của lớp : 11,5m.
Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 6 :
STT

Các chỉ tiêu cơ lý

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị TB

W

%

20,5

1

Độ ẩm tự nhiên

2

Khối lượng thể tích tự nhiên

c

g/cm3

1,95

3

Khối lượng thể tích khô

c

g/cm3

1,62

4

Khối lượng riêng

s

g/cm3

2,71

5

Hệ số rỗng tự nhiên

o

6

Độ lỗ rỗng

n

%

40,2

7

Độ bão hoà

G

%

82,5

8

Giới hạn chảy

Wl

%

29,5

9

Giới hạn dẻo

Wp

%

17

10

Chỉ số dẻo

Ip

%

12,5

11

Độ sệt

IS

12

Lực dính kết

C

13

Góc ma sát trong

14

Hệ số nén lún

15
16

0,673

0,28
kG/ cm2

0,40

độ

20

a 1-2

cm2/kG

0,020

Sức chịu tải quy ước

Ro

kG/cm2

3

Mô đun tổng biến dạng

Eo

kG/cm2

228

*Mô đun tổng biến dạng:
Với β = 0,62

E0 = β

1 
 mk ,
a12

mk = 4,4 thay số ta có: E0 = 228 (kG/cm2).

*Sức chịu tải qui ước : R0 = m[(A.b + B.h ) γ + Dc],
Quy ước lấy m =1 ; b = 1 ; h = 1 ;
với φ = 200 00’

A = 0,51 ; B = 3,06 ; D = 5,66;

Thay số ta có: R0 = 3(kG/cm2).
2.3. Đặc điểm địa chất thuỷ văn :
Mực nước dưới đất quan sát trong các hố khoan khảo sát sơ bộ là 0,7m.
Nước ở đây chủ yếu tồn tại trong lớp đất lấp. Nguồn cung cấp chính là nước
Footer Page 12 of 113.


Header Page 13 of 113.
mưa, nước mặt và nước sinh hoạt. Trong giai đoạn khảo sát sơ bộ chưa lấy mẫu

nước để phân tích thành phần hoá học của nước.
2.4. Các hiện tượng địa chất động lực công trình:
2.4.1. Hiện tượng sụt lún mặt đất.
Khu vực thành phố Hồ Chí Minh là nơi bơm hút nước sử dụng sinh hoạt
tương đối lớn, điều đó sễ dẫn đến sự phát triển những quá trình và các hiện
tượng địa chất khác nhau. Trong tương lai sẽ dẫn dến hiện tượng hạ thấp mực
nước ngầm, làm tăng chiều dày đới thông khí ,đất biển đổi dần các trạng thái
vật lý của chúng, làm đất cố kết nhanh hơn và cuối cùng là bị sụt lún mặt đất .
Vì vậy chúng ta phải có biện pháp khai thác nguồn nước cũng như quan trắc
thường xuyên để đảm bảo ổn định nguồn nước.
2.4.2.Hiện tượng trượt.
Do đất nền cấu tạo bởi các lớp đất yếu, bên cạnh đó đặc trưng kỹ thuật
của các lớp đất lại khác nhau, nhất là biến đổi về chiều dày nên sẽ tồn tại

những mặt trượt . Vì vậy có thể sẽ xảy ra trượt sâu.
Nhận xét:
Từ những đánh giá ĐCCT ở trên cho thấy cấu trúc nền đất ở vị trí xây
dựng công trình có đặc điểm chủ yếu sau:
- Lớp 1 là đất lấp có thành phần trạng thái không đồng nhất.
- Lớp 2 lớp đất yếu, có sức chịu tải nhỏ, biến dạng lớn cần chú ý khi phải
chọn giải pháp móng công trình.
- Lớp 3 và 4, 5 có sức chịu tải và biến dạng trung bình, phù hợp với công
trình có tải trọng vừa và nhỏ.
- Lớp 6 có sức chịu tải tương đối lớn phù hợp với công trình có tải trọng
vừa và lớn.

Footer Page 13 of 113.


Header Page 14 of 113.

CHƯƠNG II
DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
Vấn đề địa chất công trình là những vấn đề bất lợi về mặt ổn định, phát
sinh trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình. Do đó các vấn đề địa chất
công trình không những phụ thuộc vào điều kiện địa chất tự nhiên mà còn phụ
thuộc mục đích xây dựng. Tùy thuộc vào đặc điểm địa chất mỗi loại công trình
khác nhau thì sẽ phát sinh những vấn đề địa chất công trình khác nhau. Vì vậy
việc nghiên cứu các vấn đề địa chất công trình có ý nghĩa rất quan trọng cho
phép chúng ta dự báo những bất lợi có thể xảy ra khi xây dựng và sử dụng công
trình. Từ đó đề ra các giải pháp hợp lý bảo đảm công trình ổn định và kinh tế.
Công trình : Nhà A khu chung cư cao tầng Ngô Tất Tố, quận Bình Thạnh,
thành phố Hồ Chí Minh với 7 tầng (280 T/trụ) đã được tiến hành khảo sát địa
chất trong giai đoạn sơ bộ với 1 hố khoan. Theo kết quả đánh giá ĐCCT khu đất

xây dựng có cấu trúc đất nền gồm 6 lớp đất như đã nêu trên.
Footer Page 14 of 113.


Header Page 15 of 113.
Với cấu trúc nền như vậy khi xây dựng công trình có thể phát sinh những

vấn đề địa chất như sau:
+ Vấn đề sức chịu tải của đất nền.
+ Vấn đề biến dạng lún của nền đất.
Như vậy vấn đề dự báo về ĐCCT khu nhà A được dự báo cụ thể các vấn
đề sau:
I.Vấn đề khả năng chịu tải của đất nền.
Với quy mô, tải trọng thiết kế lớn, tại vị trí xây dựng công trình có cấu trúc
đất nền chủ yếu là lớp bùn sét ở nông có chiều dày lớn, sức chịu tải nhỏ. Đối với
tải trọng 280T/trụ của nhà A nếu đặt móng nông sẽ xảy ra hiện tượng lún mạnh
gây ảnh hưởng đến sự ổn định của công trình.
Do đó phương án móng cọc cho công trình là hợp lý nhất, vì ở đây chiều
sâu của lớp chịu tải tốt khoảng 17,0m đến 18,0m .
sẽ giải quyết được vấn đề sức chịu tải của đất nền, đảm bảo điều kiện ổn
định cũng như vấn đề lún của công trình.
Công việc thiết kế móng cho công trình cần tiến hành qua các bước sau:
- Chọn độ sâu đặt đài và độ sâu mũi cọc.
- Chọn loại cọc, kích thước cọc.
- Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu của cọc và theo đất nền.
- Xác định số lượng cọc trong móng, xác định kích thước đài.
- Tính toán và kiểm tra nội lực trong móng cọc.
- Xác định sức chịu tải.
- Tính toán theo biến dạng.
- Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc.

Qua đó ta thấy: Đối với khu nhà 7 Tầng với tải trọng lớn (Ptc = 280T/trụ)
thì các lớp đất phía trên đều không chịu được tải trọng của công trình, hoặc là
chiều dày lớp không lớn. Nhưng lớp 3 là lớp đất tương đối tốt có thể chịu được
tải trọng của công trình. Căn cứ vào đặc điểm và đặc tính cơ lý của các lớp đất
cũng như đặc điểm và quy mô công trình, tôi dự kiến thiết kế móng cọc ma sát
cho nhà 7 tầng. Mũi cọc đặt trên lớp Sét pha màu xám, xám trắng, trạng thái dẻo
mềm.
Footer Page 15 of 113.


Header Page 16 of 113.
1. Chọn chiều sâu đặt móng

Mũi cọc được thiết kế nằm trong lớp 3, có R0 = 1,7kG/cm2, có Môđun
tổng biến dạng E0 = 184,6 kG/cm2, đủ điều kiện về ổn định cũng như sức chịu
tải của móng. Căn cứ vào cấu trúc nền khu vực nghiên cứu và tải trọng công
trình 280T/trụ, kết cấu khung chịu lực, tôi chọn loại cọc bê tông cốt thép đúc
sẵn, tiết diện vuông đặc, kích thước cọc 35x35 cm, với cốt thép dọc trục 4 thanh
 22 loại thép CT5, thép đai  8 thép trơn, mũi cọc được bảo vệ bằng bản thép,
đầu cọc có đai bảo vệ, mác bê tông làm cọc là mác 300. Ta chọn đài cọc là đài
thấp, chiều sâu đáy đài là 2,0 m kể từ nền thiên nhiên, đỉnh đài nằm dưới mặt
đất 0,5m, như vậy chiều cao của đài Hđ= 1,5 m, cọc ngàm vào đài một đoạn 0,3
m, như vậy chiều dài của cọc sơ bộ là L = 17,0m.
2 Tính toán sức chịu tải của cọc :
Việc xác định sức chịu tải của cọc có nhiểu phương pháp, ở đây ta xác định
theo 2 cách, sau đó chọn giá trị nhỏ nhất để tính toán.


Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc.
PVL = m φ Rbt .Fbt  Rct .Fct  ,

( III-1 )

Trong đó :
m : hệ số làm việc của cọc m = 1;
Rbt : cường độ chịu nén giới hạn của bêtông, tra bảng PL.1-13 giáo trình
nền móng Rbt = 125 (kG/cm2) = 1250 (T/m2);
Rct : cường độ chịu kéo giới hạn của cốt thép, tra bảng PL.1-12 giáo trình
nền móng Rct = 2400 (kG/cm2) = 24000 (T/m2);
Fct : diện tích tiết diện cốt thép;
Fct =4..r2 = 4.3,14 (0,011)2 = 0,0015 (m2).
Fbt : diện tích tiết diện phần bê tông;
Fbt = F - Fct = 0,1225- 0,0015 = 0,121 ( m2).
Thay vào công thức ( III-1) ta được:
PVL = 1x1x(1250 x 0,121 + 24000 x 0,0015 ) = 187,3 (T).


Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền
Giả thiết ma sát xung quanh cọc phân bố đều theo chiều sâu trong phạm vi

mỗi lớp đất mà cọc đi qua và phần lực của đất nền ở mũi cọc phân bố đều trên
Footer Page 16 of 113.


Header Page 17 of 113.
diện tích tiết diện ngang của cọc. Sức chịu tải của cọc được xác định theo công

pdn =0,7m(1U (i li) +2F.R),

thức:

Trong đó:

- m: hệ số điều kiện làm việc, trong trường hợp này lấy m = 1,0;
- 1 : hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến ma sát giữa đất
và cọc lấy theo bảng (5 -5) ta được 1 = 0,9;
- 2 : hệ số kể đến ma sát giữa đất và cọc, lấy theo bảng ta được 2 = 0,8;
- U : là chu vi cọc (U= 0,354 = 1,4( m);
- F : tiết diện cọc ,F = 0,35  0,35 = 0,123 (m2);
- Ri : cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc (T/m2), phụ thuộc vào loại
đất, chiều sâu mũi cọc, lấy theo bảng 5 - 6 sách Nền và Móng với l3 = 19m, Is =
0,51 ta có Ri = 177 T/m2;
- li : Chiều dày lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua;
- li i : ma sát bên của lớp đất thứ i ở mặt bên của thân cọc, giá trị i được
trình bầy theo như sau:
- l1 = 9m, Is = 1,28 ta có 1 = 0,6 T/m2,
- l2 = 17,5m, Is = 0,51 ta có 1 = 2,9 T/m2.
Thay số ta có: PĐN= 0,7((0,9 x 1,4)( 0,6.14 + 2,9.3)) + 0,8.0,123.177 = 39,9(T)
So sánh PVL và PDL ta lấy sức chịu tải tính toán cho cọc là giá trị nhỏ nhất
Vậy sức chụi tải tính toán của cọc là Ptt = 39,9 (T).
* Xác định sơ bộ kích thước đài cọc.
Theo thiết kế, tải trọng tác dụng lên mỗi cọc là: Ntc =280T/ trụ.
Để đảm bảo cho việc thi công được rõ ràng theo quy phạm thì khoảng cách
giữa hai cọc gần nhất không được nhỏ hơn 3d (d là cạnh của cọc, d = 0,35m).
Khi khoảng cách giữa các cọc là 3d thì ứng suất trung bình dưới đáy móng là :
P0tt 

ptt

3d 

2





39,9
 36,1 T / m 2
(3  0,35) 2



Diện tích đáy đài xác định theo công thức:
Trong đó:
P : Tải trọng của công trình trên 1 trụ;
Footer Page 17 of 113.

Fđ =

P
Po   TB .hn
tt

,


Header Page 18 of tt113.
P o : áp lực tính toán;

h : độ sâu đặt đáy đài;

n : hệ số vượt tải , n = 1,1;
TB: trọng lượng thể tích bình quân của đài và đất trên đài,
ta chọn TB = 2,2(T/m3);
Ptt: tải trọng tính toán xác định đến đỉnh đài, Ptt =280T;
Thay số vào công thức (III-3) ta được: Fđ =

280
 8,96(m 2 ) .
36,1  2,2.2,0.1,1

Ta chọn đáy đài hình vuông có diện tích là 9m2.
*Xác định trọng lượng đài.
áp dụng công thức:
Pttđ= F.h.TB
Pttđ =2,0.9. 2,2 = 39,6 (T)
* Xác định tải trọng tính toán cốt đế đài.
Ptt= Ptto+ Pttđ =36,1 + 39,6 = 75,7 (T)
* Sơ đồ bố trí cọc trong đài
- Số lượng cọc trong đài tính theo công thức sau:
Nc  

P tt  Gd
,
Ptt

Trong đó:
: Hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hưởng của tải trong ngang lấy  = 1,3;
Gd : Trọng lượng của đài cọc và đất phủ trên đài (T), được tính như sau:
Gd  Fsb .hd . tb  8,96.2.2,2  39,4(T ) ;

Thay số vào ta có:
Nc = 1,3

(280  39,4)
 7,8 (cọc)
39,9

Để đảm bảo công trình làm việc ổn định ta lấy số cọc trong đài là 8.
Cọc được bố trí thành 3 hàng, 2 hàng 3 cọc và 1 hàng 2 cọc theo hình
dạng của đài. Khoảng cách giữa các tim cọc không  3d.
Khoảng cách giữa các cọc phải bố trí sao cho tải trọng chuyền xuống mũi
cọc và giữa các cọc với nhau là như nhau. Khi đó sức chịu tải của móng cọc có
Footer Page 18 of 113.


Header Page 19 of 113.
thể coi như tổng sức chịu tải của mỗi cọc. Để cho cọc làm việc hợp lý và tiện lợi

khi thi công. Cọc được bố trí theo hình vẽ sau:
Sơ đồ bố trí cọc trong đài
0,125
m
0,12

0,125

5mm

m
0,9m

3m

5

0,3

m

1,2

1,2

m

0,9m

1,2

m

0,3
5
0,125

0,125

mm
1,2m

1,2m

m

3m

* Kiểm tra lực tác dụng lên cọc
Lực tác dụng lên mỗi cọc phải thoả mãn điều kiện sau:
P0max  Ptt

Ta có : Pomax = Ptt /n.
n : Số lượng cọc trong đài ;
P0max 

280
 35 (T) < Ptt = 39,9 (T),
8

Như vậy cọc làm việc bình thường.
* Kiểm tra cường độ của đất nền dưới mũi cọc
Để kiểm tra cường độ của nền đất tại mũi cọc, coi đài cọc và phần đất giữa
các cọc là một móng khối quy ước, kích thước móng khối quy ước phụ thuộc
vào góc mở  trong đó  đươc tính theo công thức :
 được tính theo công thức :  =

tb
4

Diện tích đáy móng khối quy ước tính theo công thức
Footer Page 19 of 113.

Header Page 20 of 113.

Fqu =(Aq)2

Trong đó : Aq cạnh của móng khối quy ước :
Aq= Ad + 2Ltg  Với Ad =3m
 tb : Góc ma sát trong trung bình của các lớp đất tính từ mũi cọc
trở lên
2

 tb 

 l
1 2
2

l
1 2



=>

2 2

 10 0 30'

2

10 0 30 '
 2 o 34 '
4

tg  0,04

Trong đó : TB là góc ma sát trung bình các lớp đất mà cọc đi qua.
A1 = B1: Khoảng cách giữa hai mép ngoài của cọc.
L: Là chiều sâu từ đáy đài đến mũi cọc,
Thay các giá trị vào công thức ta có:
Aq =3 +2 .17. 0,04 =4,4 (m)
=> Fqu = (4,4)2 =19,4(m2)
* Ap lực thực tế trung bình dưới đáy móng khối
Để kiểm tra cường độ đất nền ở mũi cọc, ta coi đài cọc, cọc và phần đất
xung quanh cọc là khối móng quy ước được giới hạn bởi =2034. Khi đó tải
trọng thẳng đứng tác dụng lên móng khối quy ước là:
tc

P

qu

= Ptt + Gq,
Gq: Trọng lượng của khối móng quy ước (T):
Gq= Fqu. hq . q;
2
q : khối lượng thể tích của khối móng quy ước
q = 2,2 (T/m );
hq : chiều sâu của móng khối quy ước, kể từ mặt đất đến mũi cọc là:

hq= 17 + 2 =19(m),
Gq = 19,4.19.2,2 = 810,9 (T/ m2).
Ta được:
tc

P

Footer Page 20 of 113.

qu

= 280 + 810,9 = 1090,9 (T).


Header Page 21 of 113.
Để đảm bảo móng cọc có khả năng chịu được tác dụng của tải trọng công
trình thì ứng suất tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước, không được vượt quá
áp lực của nền thiên nhiên. Tức là:
tc
Rtc
Trong đó:
tc
: ứng suất tính toán tại đáy móng khối quy ước;
 Pqu
tc

 
tc

Fqu



1090,9
 56,4 ;
19,4

Rtc : áp lực tiêu chuẩn của đất nền tự nhiên;
R tc 

m1 .m2
( A 1  B 2  cD) .
Ktc

Trong đó:
m1 : hệ số điều kiện làm việc của đất nền, m1 = 1;
m2 : hệ số điều kiện làm việc của công trình, m2 = 1;
Ktc : hệ số tin cậy phụ thuộc vào phơng pháp thí nghiệm, Ktc = 1m;
: khối lượng thể tích trung bình của lớp đất dưới đáy cọc( 1 =
1,93T/m3);
3
2 : khối lượng thể tính trung bình của đất trên đáy cọc ( 1 = 1,47T/m );
1

b : chiều rộng móng quy ước: b = 3 (m);
h : chiều sâu móng quy ước: h = 17 (m );
c : lực dính của đất dưới đáy móng khối quy ước, c = 2 T/m2;
A,B,D - các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào góc ma sát trong của
đất với  =180, tra bảng ta có:
A = 0,43

B = 2,73

D = 5,31.

Thay số: Rtc = ( 0,43.1,93.3 + 2,73.1,47.17 + 5,31.2 = 81,3(T/m2).
Như vậy đếu kiện Ptb < Rtc hoàn toàn thoả mãn, tải trọng công trình
truyền xuống không bị phá huỷ đất nền .
* Kiểm tra độ chọc thủng đài cọc.
áp dụng công thức:



ptt
 [ ],
u.h2

Trong đó:
: ứng suất cắt cho phép của cọc;
=

Footer Page 21 of 113.

Rbt
1250

 125(T / m 2 ) .
10
10

Header Page 22 of 113.

U chu vi tiết diện cọc, u = 1.4 m;
h: chiều dày làm cọc của đài cọc (h = 1,5m);
Thay vào công thức ta có :


39,9
 19T / m 2  [ ]=125T/m2.
1,4.1,5

Vậy đài làm việc trong điều kiện không bị chọc thủng.
II. Vấn đề biến dạng lún công trình:
Sau khi xây dựng, dưới tác dụng của tải trọng bản thân công trình với tải
trọng của đài cọc và cọc. Làm cho công trình bị lún. Do vậy, ta cần phải tính
được độ lún của công trình. Nhằm đánh giá mức độ nguy hại tới công trình, so
sánh và chon giải pháp thi công hợp lý.
+ Độ lún được tính với tải trọng tiêu chuẩn ( tải trọng tĩnh ).
Ptc = Ptt + Fq. hcọc.
= 280 + 19,4.17.1,93
= 916,5 (T).
+ Cường độ áp lực tại đáy móng khối quy ớc do Ptt gây ra là:
P= 916,5/19,4= 47,2 (T/m2).
+ Cường độ áp lực gây lún:
pgl = P - h.
= 47,2 – 17
= 14,4 (T/m2)
+ Độ lún được tính theo công thức:
n

 .h i .

S=
Trong đó:

i 1

i
Ei

= 0,62;

i : ứng suất phụ thêm trung bình của lớp thứ i(T/m2);
Ei: Môđun biến dạng của đất tự nhiên chứa lớp thứ i(T/m2);
hj::Chiều dày lớp chia (m);
Mà ta có :

 z  K 0 Pgl ;  bt  H  z

Trong đó: K0- hệ số tra bảng phù thuộc l/b và z/b
Ta chia nền đất dưới đáy khối quy ưới thành các lớp bằng nhau và bằng
b/5=3/5=0,6m:
Độ sâu
z (m)
1
0
2
0,6
Footer Page 22 of 113.

TT

2
bt(T/m )

2,9
4,05

a/b

2z/b

ko

1
1

0
0,4

1
0,96

2
z(T/m )

14,44
13,82

Header Page 23 of 113.
3
1,2
4
1,8
5
2,4
6
3,0
7
3,6
8
4,2
9
4,8

5,21
6,36
7,52
8,65
9,84
11,00
12,16

1
1
1
1
1
1

1

0,8
1,2
1,6
2,0
2,4
2,8
3,2

0,80
0,606
0,449
0,336
0,257
0,201
0,160

11,52
8,72
6,46
4,8
3,7
2,9
2,3

Ta nhận thấy tại điểm số 9 độ sâu z = 4,8m tính từ mũi cọc thì thoả mãn
điều kiện:

z

 0,2

bt.

Do vậy ta lấy z =4,8m là ranh giới vùng hoạt động nén

ép, Tại độ sâu z= 4,8m tính từ mũi cọc, đất nền bị nén ép là :
S=

0,62.0,6 14,4
2,3
(
 13,82  11,52  8,72  6,46  4,8  3,7  2,9 
)  0,012m .
1846
2
2

S = 0.012 m => S = 1,2cm.
Vậy S = 1,2cm  8 cm
Như vậy giải pháp móng cọc ép như trên sử dùng tốt cho nhà 7 tầng vì
thoả mãn điều kiện lún của công trình.Vậy công trình làm việc trong điều kiện
ổn định về lún.
III. Vấn đề nước chảy vào hố móng
Đây là một vấn đề khá phố biến đối với các công trình xây dựng và ít có
công trình tránh khỏi vấn đề này. Đối với công trình 7 tầng nhà A khu chung cư
cao tầng Ngô Tất Tố, quận Bình Thạch, thành phố Hồ Chí Minh, cũng không
tránh khỏi hiện tượng trên vì hố móng được đào trong lớp 2 là lớp bùn sét trạng
chảy. Vì vậy cần có biện pháp hút nước cũng như gia cố thành hố móng hợp lý

nhằm phục vụ tốt cho thi công công trình.
Tóm lại : Với các giải pháp móng như trên thì vấn đề ĐCCT xảy ra đối
với nhà 7 tầng nhà A khu chung cư cao tầng Ngô Tất Tố, quận Bình Thạch,
thành phố Hồ Chí Minh sẽ không có gì phức tạp nữa. Có thể thi công công
trình trên diện tích đã khảo sát.

Footer Page 23 of 113.


Header Page 24 of 113.

CHƯƠNG III
THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
I- Luận chứng nhiệm vụ thiết kế
Công trình nhà 7 tầng dự kiến xây dựng đã được tiến hành khảo sát
ĐCCT ở giai đoạn sơ bộ và đã chọn ra được vị trí xây dựng. Tuy nhiên mức độ
chi tiết của tài liệu cần phải tiếp tục khảo sát ĐCCT tỷ mỉ hơn để có đủ cơ sở và
các số liệu cần thiết phục vụ cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật.
1. Khối lượng công tác khảo sát ĐCCT đã thực hiện :
Trong giai đoạn khảo sát ĐCCT sơ bộ tại khu vực xây dựng đã tiến hành
khoan thăm dò với 6 hố khoan. Xung quanh phạm vi của khu nhà 7 tầng đã tiến
hành khoan khảo sát sơ bộ 1 hố khoan (HK1). Trên sơ sở đó đã làm sáng tỏ điều
kiện ĐCCT khu vực.
Dựa vào tài liệu thu thập được đã sơ bộ lập được mặt cắt ĐCCT, cùng với
các tài liệu khác đã giúp ta có những giải pháp phân chia đất đá trong phạm vi
khu vực khảo sát thành các đơn nguyên ĐCCT, nhằm giúp ta có những giải pháp
hợp lý về nền móng công trình, đồng thời có những dự báo về các vấn đề ĐCCT
Footer Page 24 of 113.

Header Page 25 of 113.
nảy sinh khi xây dựng và sử dụng công trình như : Vấn đề lún, lún không đều,

vấn đề nước chảy vào hố móng.
Công tác thí nghiệm trong phòng : Đã tiến hành lấy mẫu thí nghiệm và
đưa ra các chỉ tiêu cơ lý và thành phần hạt, tuy nhiên với khối lượng mẫu còn
quá ít cho nên chưa đủ độ tin cậy để cung cấp cho công tác thiết kế kỹ thuật.
Giai đọan sau cần phải lấy thêm.
2. Các vấn đề còn tồn tại, nhiệm vụ của giai đoạn tiếp theo :
Trong giai đoạn khảo sát ĐCCT sơ bộ đã chọn được vị trí xây dựng và
giải quyết những vấn đề liên quan đế xây dựng công trình. Tuy vậy việc bố trí
các hố khoan còn quá thưa, nên việc dùng tài liệu này là chưa đủ, cần phải bố trí
thêm các hố khoan khác.
Do vậy giai đoạn thiết kế tiếp theo phải bố trí mạng lưới hố khoan cho
phù hợp là việc cần thiết và phải đưa vào trong phạm vi xây dựng. Hơn nữa ở
giai đoạn trước chưa thu thập và phân tích các mẫu nước để phục vụ đánh giá
mức độ ăn mòn bê tông, đồng thời cần phải xác định lưu lượng các tầng chứa
nước để phục vụ cho việc thi công và có giải pháp cho vấn đề nước chảy vào hố
móng.
Đối với công tác lấy mẫu thí nghiệm còn quá ít do vậy cần phải bổ xung
một cách đầy đủ về khối lượng và các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất để cung cấp
cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật.
Yêu cầu của giai đoạn khảo sát ĐCCT chi tiết là :
Cung cấp đầy đủ các tài liệu cho phép đánh giá sự ổn định của công trình
và dự báo các vấn đề về ổn định nền đất như: Vấn đề lún, lún không đều, ăn
mòn bê tông...
Lựa chọn giải pháp móng, chiều sâu đặt móng và các vấn đề liên quan đến
móng.
Trong giai đoạn này, công tác khảo sát quan trọng nhất là khoan thăm dò
để xác định chính xác địa tầng kết hợp lấy mẫu xác định chỉ tiêu cơ lý. Ngoài

các hố khoan, kết hợp với phương pháp xuyên, cắt cánh để công tác phân chia
địa tầng được chính xác và cho phép xác định trạng thái của đất mềm dính.
1, Công tác thu thập tài liệu
Footer Page 25 of 113.