Đánh giá điều kiện địa chất công trình khu B dự án khu đô thị mới Hàm Nghi thành phố Hà Tĩnh giai đoạn lập dự án đầu tư. Thiết kế khảo sát địa chất công trình giai đoạn thiết kế thi công cho các hạng mục công trình. Thời gian thi công phương án: 1.5 tháng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (456.47 KB, 34 trang )
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
MỞ ĐẦU
Với sự tăng trưởng kinh tế mạnh mẽ hiện nay, việc phát triển của cơ sở hạ
tầng là một vấn đề cấp thiết, đặc biệt ở các thành phố lớn thì vấn đề xây dựng cơ sở
hạ tầng càng trở nên cấp bách.
Thành phố Hà Tĩnh là một trong những thành phố phát triển của nước ta. Đi
đôi với sự phát triển kinh tế - xã hội, cơ sở hạ tầng của Thành phố ngày càng được
hoàn thiện và hiện đại. Nhiều khu đô thị, văn phòng, nhà cao tầng, cầu, đường được
xây dựng trên khắp địa bàn Hà Tĩnh. Để xây dựng được các công trình như vậy đòi
hỏi phải có sự khảo sát, thiết kế, thi công một cách khoa học giữa các ngành như:
ĐCCT, Xây dựng dân dụng, Kiến trúc.
Nhằm mục đích cho sinh viên trước khi ra trường được trang bị và hiểu biết
về nghề nghiệp, sinh viên cuối khóa chúng em được Trường Đại học Mỏ - Địa
Chất, khoa Khoa học và kỹ thuật Địa Chất, bộ môn ĐCCT cho phép đi thực tập tốt
nghiệp và tiến hành làm đồ án tốt nghiệp. Trong quá trình thực tập tôi đã tiến hành
thu thập tài liệu phục vụ cho việc viết đồ án tốt nghiệp của mình.
Kết thúc đợt thực tập tốt nghiệp, được sự đồng ý của khoa Địa Chất và Bộ
môn ĐCCT em được giao nhiệm vụ viết đồ án tốt nghiệp với đề tài:
“Đánh giá điều kiện địa chất công trình khu B dự án khu đô thị mới Hàm Nghi
thành phố Hà Tĩnh giai đoạn lập dự án đầu tư. Thiết kế khảo sát địa chất công
trình giai đoạn thiết kế thi công cho các hạng mục công trình. Thời gian thi
công phương án: 1.5 tháng”.
Với sự nỗ lực của bản thân cùng sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng
dẫn và các thầy cô trong bộ môn địa chất công trình (ĐCCT), sau gần ba tháng tôi
đó hoàn thành đồ án của mình đúng thời hạn với nội dung như sau:
Đồ án đã được hoàn thành với nội dung như sau:
Chương 1: Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu
Chương 2: Điều kiện địa chất công trình xây dựng
Chương 3: Đánh giá các vấn đề địa chất công trình
Chương 4: Thiết kế khảo sát địa chất công trình
Chương 5: Tổ chức sản xuất và dự toán
Các phụ lục kèm theo: các bản vẽ và bảng biểu
-
Bản đồ trầm tích Đệ Tứ khu vực Hà Tĩnh
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
-
Sơ đồ vị trí hố khoan khảo sát
-
Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất đá
-
Mặt cắt ĐCCT
Đồ án được hoàn thành là kết quả nỗ lực của bản thân cùng với sự hướng dẫn
nhiệt tình của thầy giáo PGS. TS. Lê Trọng Thắng và sự chỉ bảo của các thầy, cô
giáo trong bộ môn, các bạn sinh viên cùng lớp.
Sinh viên thực hiện
Đỗ Văn Thụ
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên, dân cư, kinh tế, giao thông khu vực TP Hà Tĩnh
1.1.1. Vị trí địa lý
Vị trí địa lý Hà Tĩnh là tỉnh thuộc vùng Duyên hải Bắc Trung bộ, có toạ độ
địa lý từ 17053''50'' đến 18045''40'' vĩ độ Bắc và 105005''50'' đến 106o30''20'' kinh
độ Đông. Phía Bắc giáp tỉnh Nghệ An, phía Nam giáp Quảng Bình, phía Đông giáp
biển Đông, phía Tây giáp với nước Cộng hoà dân chủ nhân dân Lào. Hà Tĩnh có
Thị xã Hà Tĩnh, Thị xã Hồng Lĩnh và 9 huyện: Nghi Xuân, Đức Thọ, Hương Sơn,
Hương Khê, Vũ Quang, Can Lộc, Thạch Hà, Cẩm Xuyên, Kỳ Anh (trong đó có 4
huyện và 1 thị xã miền núi); có 261 xã, phường, thị trấn (241 xã, 8 phường, 12 thị
trấn). 7 huyện, thị dọc Quốc lộ 1A; 3 huyện dọc theo đường Hồ Chí Minh và 4
huyện có tuyến đường sắt Bắc - Nam đi qua.
Theo trục Đông - Tây, Hà Tĩnh có Quốc lộ 8, Quốc lộ 12 qua Lào, Thái Lan... Diện
tích đất tự nhiên 6.019 km2, dân số 1.289.058 người (năm 2005), có 127 km đường
Quốc lộ 1A, 87 km đường Hồ Chí Minh và 70km đường sắt Bắc - Nam chạy dọc
theo hướng Bắc Nam, có đường Quốc lộ 8A chạy sang Lào qua cửa khẩu Quốc tế
Cầu Treo với chiều dài 85 km, Quốc lộ 12 dài 55 km đi từ cảng Vũng Áng qua
Quảng Bình đến cửa khẩu Cha Lo sang Lào và Đông Bắc Thái Lan. Ngoài ra Hà
Tĩnh còn có 137 km bờ biển có nhiều cảng và cửa sông lớn cùng với hệ thống
đường giao thông khá tốt, rất thuận lợi cho giao lưu văn hoá phát triển kinh tế xã
hội.
1.1.2. Đặc điểm địa hình
Đặc điểm địa hình Hà Tĩnh nằm phía Đông dãy Trường Sơn có địa hình hẹp
và dốc nghiêng dần từ Tây sang Đông. Địa hình đồi núi chiếm gần 80% diện tích tự
nhiên, đồng bằng có diện tích nhỏ, bị chia cắt bởi các dãy núi, sông suối, có 4 dạng
địa hình sau:
+ Núi trung bình uốn nếp khối nâng lên mạnh: Kiểu địa hình này tạo thành
một dãy hẹp nằm dọc theo biên giới Việt Lào, bao gồm cỏc núi cao từ 1000 m trở
lên, trong đó có một vài đỉnh cao trên 2000 m như Pulaleng (2711 m), Rào cỏ
(2.335 m).
+ Núi thấp uốn nếp nâng lên yếu: Kiểu địa hình này chiếm phần lớn diện tích
của tỉnh có độ cao dưới 1000 m, cấu trúc địa chất tương đối phức tạp.
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
+ Thung lũng kiến tạo - xâm thực: Kiểu địa hình này chiếm một phần diện
tích nhỏ nhưng có nhiều thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp. Độ cao chủ yếu dưới
300 m, bao gồm các thung lũng sông Ngàn Sâu, nằm theo hướng song song với các
dóy núi, cấu tạo chủ yếu bởi các trầm tích vụn bở, dễ bị xâm thực.
+ Vùng đồng bằng Hà Tĩnh nằm dọc theo ven biển: Với có địa hình trung bình trên
dưới 3m, bị uốn lượn theo mức độ thấp ra cửa biển từ vùng đồi núi phía Tây, càng
về phía Nam càng hẹp. Nhìn chung, địa hình tương đối bằng phẳng nhất là vùng
hình thành bởi phù sa các sông suối lớn trong tỉnh, đất có thành phần cơ giới từ thịt
trung bình đến nhẹ. Các loại địa hình này đó tạo cho Hà Tĩnh nhiều cảnh quan du
lịch có giá trị.
1.1.3. Khí hậu
Đặc điểm khí hậu Hà Tĩnh nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa
với đặc trưng của khí hậu miền Bắc có mùa đông lạnh. Tuy nhiên, do ảnh hưởng
của gió mùa Đông Bắc từ lục địa Trung Quốc tràn về bị suy yếu nên mùa đông đó
bớt lạnh hơn và ngắn hơn so với các tỉnh miền Bắc và chia làm hai mùa rừ rệt 1
mựa lạnh và 1 mựa núng. Nhiệt độ bình quân ở Hà Tĩnh thường cao. Nhiệt độ
không khí vào mùa đông chênh lệch thấp hơn mùa hè. Nhiệt độ đất bình quân mùa
đông thường từ 18-22oC, ở mùa hè bình quân nhiệt độ đất từ 25,5 – 33oC. Tuy
nhiên nhiệt độ đất thường thay đổi theo loại đất, màu sắc đất, độ che phủ và độ ẩm
của đất.
1.1.4. Thủy văn
Hà Tĩnh là tỉnh có lượng mưa nhiều ở miền Bắc Việt Nam, trừ một phần nhỏ
ở phớa Bắc, còn lại các vùng khác có lượng mưa bình quân hàng năm đều trên 2000
mm, cá biệt có nơi trên 3000 mm. Sông, hồ, biển và bờ biển Sông ngũi nhiều nhưng
ngắn. Dài nhất là sông Ngàn Sâu 131 km, ngắn nhất là sông Cày 9 km; sông Cả
đoạn qua Hà Tĩnh giáp Nghệ An cũng chỉ cú 37 km. Sông ngòi Hà Tĩnh có thể chia
làm 3 hệ thống: - Hệ thống sông Ngàn Sâu: có lưu vực rộng 2.061 km2; có nhiều
nhánh sông bé như sông Tiêm, Rào Trổ, Ngàn Trươi. - Hệ thống sông Ngàn Phố:
dài 86 km, lưu vực 1.065 km2, nhận nước từ Hương Sơn cùng với Ngàn Sâu đổ ra
sông La dài 21 km, sau đó hợp với sông Lam chảy ra Cửa Hội. - Hệ thống cửa sông
và cửa lạch ven biển có: nhóm Cửa Hội, Cửa Sót, Cửa Nhượng, Cửa Khẩu. Các hồ
đập chứa trên 600 triệu m3 nước, cùng với hệ thống Trạm bơm Linh Cảm, hệ thống
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Sụng La, Ngàn Sõu, Ngàn Phố thì lượng nước phục vụ cho sinh hoạt, công nghiệp
và tưới cho cây trồng ở Hà Tĩnh là khá lớn.
1.1.5. Dân cư
Hà Tĩnh có 1.227.554 người (điều tra dân số ngày 01/04/2009), giảm so với
điều tra dân số năm 1999, do một bộ phận dân di cư chuyển đến các địa phương
khác sinh sống mà chủ yếu là ở các tỉnh phía Nam. Dân tộc chủ yếu sống tại Hà
Tĩnh là người Kinh và một dân tộc thiểu số khác cùng nhóm với người Kinh là
người Thái, Mường, Lào sống ở các huyện: Hương Sơn, Vũ Quang, Hương khê với
khoảng vài ngàn người sống ở miền núi.
1.1.6. Kinh tế
- Tốc độ tăng trưởng : Trong những năm qua, kinh tế Hà Tĩnh tăng trưởng
liên tục và ổn định. Thời kỳ 2000-2005, GDP bình quân của Hà Tĩnh đạt 7,06%.
Thời kỳ 2005-2010, GDP bình quân của Hà Tĩnh đạt 8,85%
Về cơ cấu kinh tế: Tiếp tục chuyển dịch theo hướng tích cực. Chuyển dịch cơ cấu
kinh tế theo hướng tăng dần tỷ trọng các ngành công nghiệp, dịch vụ giảm dần tỷ
trọng ngành nông - lâm - ngư nghiệp.
- Tốc độ tang trưởng GDP đạt 8.96%/năm
- Thu nhập bình quân đầu người: 3.136.000đồng/năm.
- Tỷ trọng cơ cấu theo ngành kinh tế:
+ Nông- lâm- ngư nghiệp: 48,89%.
+ Công nghiệp- xây dựng: 13,74%.
+ Thương mại - dịch vụ: 37,37%.
- Các sản phẩm chủ yếu:
a. Sản phẩm nông nghiệp:
Sản phẩm lương thực có hạt: 450.000 tấn; lạc vỏ: 32.000 tấn; chè búp tươi:
3.200 tấn; thịt lợn hơi các loại: 32.000 tấn.
b. Ðánh bắt và nuôi trồng thuỷ sản:
Sản lượng nuôi trồng thuỷ sản: 3.500 tấn; Sản lượng khai thác thuỷ sản:
27.000tấn.
c. Sản phẩm công nghiệp:
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Than sạch: 3.500 tấn; thuỷ sản chế biến: 2.100 tấn; xi măng: 13.000 tấn; gạch
xây: 150.000 nghìn viên; đá xây dựng: 600.000m3; cát sỏi: 500.000 m3; phân bón
NPK + vi sinh: 5.000 tấn; muối biển: 29.500 tấn.
1.1.7. Giao thông
Cơ sở hạ tầng giao thông chủ yếu là đường bộ và đường sắt. Có 3 quốc lộ
chạy qua tỉnh: quốc lộ 8, 15 và 1A. Đường sắt đi qua địa phận Hà Tĩnh dài 70 km
(qua Đức Thọ, Vũ Quang, Hương Khê). Có nhiều nhà ga hành khách và hàng hoá,
thuận lợi cho trao đổi hàng hóa của các vùng dân cư lân cận. Tuy vậy, đường giao
thông từ các trung tâm kinh tế nối vào đường sắt còn thiếu, do đó phát huy tác dụng
của đường sắt vào phát triển kinh tế còn hạn chế
1.2. Đặc điểm trầm tích đệ tứ/
Trầm tích Đệ Tứ phân bố rộng rãi, chiếm gần nửa diện tích vùng nghiên cứu.
Trên cơ sở các lộ trình khảo sát trên mặt và các lỗ khoan, có thể Trầm tích Đệ Tứ
trong vùng ra các phân vị thứ tự từ già đến trẻ như sau:
1.2.1. Thống Pleixtoxen dưới - Giữa ( Q11-2 ):
Bồi tích tướng lòng sông và ven lòng: Tầng cuội sỏi cát ( aLQ11-2). Trầm tích
hạt thô, cuội sỏi sét có nguồn gốc bồi tích phân bố rộng rãi dưới dạng thềm bậc III
dọc theo ven biển Hà Tĩnh-Kỳ Anh.
Về tuổi trầm tích cho đến nay chưa có một tài liệu nào xác định rõ ràng. Liên
hệ với tầng trầm tích này với tầng trầm tích vùng Hà Nội thì xếp chúng vào tuổi
Pleistoxen sớm và Pleistoxen giữa.
Trong vùng gần trung tâm TP Hà Tĩnh tầng cuội sỏi bị phủ các trầm tích trẻ
hơn. Việc xác định diện phân bố và chiều dày của chúng có ý nghĩa thiết thực, vì
đây là tầng có khả năng chứa nước rất tốt để cung cáp cho các thành phố, thị trấn
trong vùng.
1.2.2. Thống Pleistoxen trên ( Q13 ):
Trầm tích biển tầng sét màu loang lổ ( mQ13 ).
Tầng sét loang lổ trong vùng Hà Tĩnh cũ là một tầng khá đặc biệt, bề dày
nhỏ, thường từ 2 - 6m, nhưng trên diện phân bố lại rất rộng và liên tục trên toàn bộ
diện tích đồng bằng. Tại các điểm lộ đặc trưng ta thấy:
Tập 1 từ 3.5 - 2.1m: Cát màu xám trắng, vàng nhạt, hạt nhỏ đến trung lẫn ít
sét, tướng bồi tích, dài 1.4m
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Tập 2 từ 2.1 - 0.7m: Sét, sét pha ít cát màu loang lổ xám trắng, xám xanh, đỏ
thẫm, vàng, dày 1.4m.
Tập 3từ 0.7 - 0.5m: Sạn sỏi laterit.
Tập 4 từ 0.5 - 0.0m: Đất trồng sét pha cát màu vàng nhạt, xám tro.
Nguồn gốc tao thành tầng sét loang lỗ trong vùng nghiên cứu chưa được làm
sáng tỏ vì không có mẫu cổ sinh. Trên cơ sở tài liệu địa chất hệ thứ tư cho thấy tầng
trầm tích này rất giống với tầng trầm tích Vĩnh Phúc trong tờ Hà Nội. Chúng được
tạo thành trong điều kiện vũng vịnh biển nông1 tập hợp các bào tử phấn hoa có tuổi
Pleistoxen muộn (Q13 ).Kết hợp so sánh với tầng Vĩnh Phúc tạm xếp tầng trầm tích
loang lổ vào tuổi Pleistoxen muộn, nguồn gốc biển.
1.2.3. Thống Holoxen:
1.2.3.1. Trầm tích đầm lầy ( hQ2 ):
Trầm tích có nguồn gốc đầm lầy hầu hết bị phủ bởi các trầm tích có tuổi trẻ
hơn. Chúng chỉ lộ ra một vài nơi ven chân núi, còn các nơi khác quan sát được nhờ
vết lộ nhân tạo và qua các lỗ khoan. Trầm tích này được cấu tạo bởi sét, sét pha ít
cát màu xám đen, xám tro, chứa các di tích thực vật được bảo tồn tương đối tốt, có
nơi tạo thành than bùn dày 1 - 2 m.
Tuổi của trầm tích này phải liên quan với giai đoạn đầu của đợt biển tiến
Holoxen. Vì vậy xếp chúng vào thời kỳ đầu của Holoxen ( Q21 ).
1.2.3.2. Trầm tích biển ( mQ22 ):
Tầng trầm tích màu xám, xám đen, phớt hồng được cấu tạo bởi sét, sét pha
cát với chiều dày thay đổi từ 4 - 20m. Chúng phân bố rộng rãi trong vùng nghiên
cứu, chiếm phần lớn đồng bằng trũng. Trầm tích này phần lớn phủ trực tiếp trên bề
mặt bào mòn của tầng sét loang lổ, đôi nơi phủ lên sét cát màu đen chứa tàn tích
thực vật có nguồn gốc đầm lầy, chúng trực tiếp tham gia vào đất canh tác. Phần
phía Đông của vùng chúng bị phủ bởi các trầm tích trẻ hơn.
Chúng được thành tạo với thời kỳ biển tiến lần cuối cùng vào đồng bằng.
Các phức hệ bào tử phấn hoa đã xác định cũng cho tuổi Holoxen. Vậy xếp trầm tích
này vào Holoxen giữa nguồn gốc biển ( mQ22).
1.2.3.3. Các trầm tích tuổi ( Q23 ):
Các trầm tích có tuổi ( Q23 ) phát triển khá rộng rãi trong vùng chúng chiếm
diện tích khá lớn của trầm tích hệ thứ tư. Dựa vào nguồn gốc thành tạo, thành phần
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
thạch học và vị trí phân bố chúng trong không gian, chia các trầm tích tuổi ( Q23 )
làm hai loại:
a.Trầm tích do gió ( vQ23 ):
Tầng trầm tích này có nguồn gốc do gió, phân bố dọc theo bờ biển. Trầm tích
này được cấu tạo bởi cát hạt nhỏ màu xám trắng, vàng nhạt, lẫn ít sét và vảy nhỏ
mica sáng óng ánh. Chiều dày của chúng chỉ khoảng 0.5 - 5.0m.
Đặc điểm nổi bật của tầng trầm tích này là hình thành các doi cát chạy song
song với bờ biển hiên tại, giữa hai doi cát là dải trũng sâu hơn với thành phần cũng
là cát nhưng có pha ít sét. Các doi cát, cồn cát được thành tạo nhờ quá trình vận
chuyển và tích đọng bằng gió. Tuổi của trầm tích này xếp vào holoxen ( Q23 ) vì
chúng được thành tạo sau đợt biển tiến vào Holoxen ( Q22 ) và kéo dài cho đến ngay
nay.
b.Trầm tích nguồn gốc lũ tích ( PQ23 ):
Các vật liệu tàn tích, sườn tích, bị phong hoá rửa trôi từ đá gốc, về mùa mưa
lũ các vật liệu tàn tích, sườn tích được các dòng nước mang đi xuống tích tụ nơi địa
hình thấp thoải hoặc chỗ trũng quanh chân núi vùng tiếp giáp với đồng bằng. Ở đây
các vật liệu được tích tụ tạo nên vạt gấu núi đơn độc. Qua quá trình hoạt động lũ
tích lâu dài, các vạt gấu sườn tích dược phát triển thành dải lớn. Các vật liệu hạt
mịn, nhẹ lại được chuyển ra xa vị trí cũ.
Chiều dày trầm tích này phụ thuộc vào độ dốc địa hình, chúng dao dộng từ 15 m có nơi 7m.
Các trầm tích này chịu sự phòng hoá cơ học, hoá học nhiều nơi đã ttạo nên
tầng Laterit khá dày... hầu hết các điểm Laterit này đã được dân địa phương khai
thác sử dụng.
c. Bồi tích tướng lòng sông và ven lòng ( alQ24):
Bồi tích hiện đại phân bố tương đối rộng rãi kể cả vùng đồng bằng và miền
núi đồi. Nhưng chủ yếu chúng phân bố dọc theo các thung lũng sông, suối,trầm tích
này phân bố rộng hơn, nhất là chỗ uốn cong của dòng. Ở đây thường tạo thành bãi
bồi và thềm tích tụ.
Bãi bồi được cấu tạo bởi cuội sỏi lẫn cát sét, cuội sỏi có kích thước không
đồng nhất thường từ 1 - 5cm, độ mài tròn tốt.
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Thềm tích tụ I được cấu tạo chủ yếu bằng cát xen lớp mỏng sét và ít sạn sỏi.
Độ cao tương đối của thềm này từ 3.5 - 4m, bề mặt thềm không bằng phẳng, uốn
lượn nhiều.
ng... Độ cao tương đối của thềm 6 - 8m, được cấu tạo chủ yếu bởi sét dẻo, mịn, màu
xám tro, xám trắng.
Qua kết quả phân tích bào tử phấn hoa và xét về quan hệ địa tầng thấy các
trầm tích phát triển trong suốt thời gian Holoxen muộn và chúng được xếp vào tầng
bồi tích tướng lòng sông và ven lòng ( alQ24 ).
1.3. Đặc điểm địa chất thủy văn
Qua kết quả khảo sát thực địa, tài liệu thu được từ các hố khoan khảo sát và
kết quả thí nghiệm mẫu nước, điều kiện địa chất thuỷ văn khu vực khảo sát như sau:
1.3.1. Nước mặt
Trong khu vực khảo sát hiện tại khu vực mặt bằng công trình có cao độ từ
1,90 đến 2,98 và hầu hết bị ngập bởi nước mặt. Vì vậy nước mặt có ảnh hưởng hầu
hết đến các điều kiện địa chất của công trình.
1.3.2. Nước ngầm
Tại khu vực nghiên cứu nước ngầm có quan hệ với nước biển không rõ nét.
Do phạm vi nghiên cứu ở giai đoạn này không tiến hành quan trắc sự thay đổi mực
nước ngầm theo thủy triều. Vấn đề này sẽ được làm rõ ở giai đoạn sau.
Trong quá trình khoan khảo sát đã tiến hành lấy 02 mẫu nước. 01mẫu lấy
trong hố khoan LK16, 01mẫu lấy nước mặt tại mặt bằng dự án. Kết quả phân tích
thành phần hoá học 2 mẫu nước có thể nhận xét:
Nước thuộc loại mặn, pH =7.8; tên gọi : Bicacbonat - Clorua - Natri -Canxi- Magiê
- Khả năng ăn mòn bê tông: nước có tính ăn mòn bê tông
Kết quả phân tích thành phần hóa học của nước trong tầng này được biểu diễn dưới
dạng công thức Cuôclốp như sau:
M 0.64CO 2 0.07
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
HCO3
75
(Na, K ) 38 Ca
CL 25
34
Mg
T o 24 C
26
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG
2.1. Đặc điểm địa hình địa mạo, điều kiện xây dựng
Khu đất xây dựng công trình nằm tại Khu đô thị mới Hàm Nghi – Thanh
Linh – Thạch Tân – Hà Tĩnh. Khu đất là bãi đất trống đã được lấp bằng cát tương
đối bằng phẳng có một mặt giáp đường, các mặt còn lại giáp với các khu đất trống
khác.
Công trình nằm ngay mặt đường có 2 làn đường rất rộng nên rất thuận lợi
cho việc vận chuyển vật tư, máy móc đến thi công.
2.2. Đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý của đất đá
Theo kết quả khoan khảo sát ĐCCT sơ bộ của công ty cổ phần tư vấn Sông
Đà và thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý mẫu đất có thể chia nền đất tại khu vực xây dựng
thành 6 lớp theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:
Lớp 1 : Lớp đất lấp : có thành phần hỗn tạp, bao gồm sét nâu màu nâu xám ,cát hạt
nhỏ, lẫn xỉ than, gạch vụn, bùn, trạng thái không đồng nhất
Lớp 2: Lớp sét pha màu nâu đỏ,xám xanh,vàng loang lổ, trạng thái dẻo cứng N30=8
Lớp 3: Sét pha màu xám xanh có lẫn ít vỏ ốc vỏ sò, trạng thái dẻo mềm N30=6
Lớp 4: Cát hạt thô màu xám ,xám xanh lẫn cuội sỏi, trạng thái chặt N30=40
Lớp 5 : Sét bột kết màu nâu đỏ, nâu tím phong hóa mạnh đến mãnh liệt, trạng thái
cứng
* Môđun tổng biến dạng Eo.
Đối với đất dính:
1+ e
0
m
Eo được xác định theo công thức: E o = β
k
a 1-2
Trong đó:
eo – là hệ số rỗng ban đầu.
a1-2 – là hệ số nén lún ứng với cấp áp lực trong khoảng P = 1 kG/cm2 và P = 2
kG/cm2.
b - là hệ số biến dạng ngang, được lấy như sau:
b = 0,8 đối với cát
b = 0,74 đối với cát pha
b = 0,62 đối với sét pha
b = 0,4 đối với sét
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
- mk: Hệ số chuyển đổi từ kết quả tính E0 theo thí nghiệm nén một trục trong phòng
ra kết quả tính E0 theo thí nghiệm nén tĩnh ngoài trời. Với đất có trạng thái từ dẻo
chảy đến chảy (Is >0,75) thì mk=1, đất có trạng thái từ dẻo mềm đến cứng thì mk
được xác định theo bảng sau:
Bảng 2.1: Giá trị mk
Giá trị của mk ứng với giá trị hệ số rỗng e
Tên đất
0,45
0,55
0,65
0,75
0,85
0,95
1,05
Cát pha
4,0
4,0
3,5
2,0
2,0
-
-
Sét pha
5,0
5,0
4,5
4,0
3,0
2,5
2,0
Sét
-
-
6,0
6,0
5,5
5,5
4,5
Đối với đất rời :
Theo T.P.Tasios ,A.G Anagnostoponlos: E0=a+C(N+6). (1-2)
Trong đó:
Hệ số a =40 khi N>15 và a=0 khi N<15.
C là hệ số phụ thuộc loại đất được xác định theo bảng 2.2
Bảng 2.2:Giá trị C
Loại đất
Đất loại sét
Cát mịn
Hệ số C
3,0
3,5
Cát vừa Cát to Cát lẫn sỏi sạn
4,5
7,0
Sạn sỏi lẫn cát
10
12
* Tính sức chịu tải quy ước R0 đối với đất dính :
R0= m[(A.b + B.h).g + c.D]
kG/cm2
(1-3)
- m là hệ số điều kiện làm việc lấy bằng 1.
- A, B, D là hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào góc ma sát trong j .
- b là chiều rộng móng quy ước, lấy bằng 100 cm.
- h là chiều sâu đặt móng quy ước, lấy bằng 100 cm.
- C là lực dính kết của đất dưới đáy móng (kG/cm2).
- g là khối lượng thế tích tự nhiên của đất (kG/cm)
Tính R0 đối với đất rời
Ta dựa vào TCVN 45-78, có giá trị R0 ghi trong bảng 2.3
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Bảng 2.3: Giá trị R0
Sức chịu tải quy ước R0 KG/cm2
Loại đất
Đất hòn to:
Cuội và dăm lẫn cát
6
Sỏi và sạn gồm các mảnh đá:
+ Kết tinh
5
+ Trầm tích
3
Đất cát:
Hạt to và thô, không phụ thuộc độ ẩm
6/5
Hạt vừa không phụ thuộc độ ẩm
5/4
Hạt nhỏ:
+ It ẩm
4/3
+ ẩm và bão hòa
3/2
Hạt mịn và bụi:
+ It ẩm
3/2,5
+ Âm
2/1,5
+ Bão hòa nước
1,5/1
Đặc tính xây dựng của các lớp đất như sau:
2.2.1. Lớp đất lấp, sét nâu, màu nâu xám lẫn cát nhỏ, xỉ than, gạch vụn
Lớp 1 phân bố rộng khắp trên diện tích xây dựng. Chiều dày của lớp từ 1 đến
1.5m ,chiều dày trung bình khoảng 1.2m. Thành phần chủ yếu là sét pha, màu xám
nâu, có trạng thái không ổn định.
Do lớp có chiều dày mỏng, thành phần không đồng nhất nên không tiến hành
lấy mẫu đất thí nghiệm cũng như thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT.
2.2.2. Lớp sét pha màu nâu đỏ, xám xanh, vàng loang lổ, trạng thái dẻo cứng
Chiều sâu gặp mặt lớp, đáy lớp và chiều dày lớp biến đổi như sau:
Bảng 2.4: Độ sâu phân bố của lớp đất 2
Tên hố
CT06
CT07
CT08
CT09
Độ sâu mặt lớp
(m)
1
1
1.5
1.5
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Độ sâu đáy lớp
(m)
8.8
9
8.5
10.5
Bề dày của lớp
(m)
7.8
8
7
9
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Từ bảng số liệu trên cho thấy:
Chiều dày lớp biến đổi không lớn, chiều dày nhỏ nhất là 7.0m , chiều dày lớn
nhất là 9m, chiều dày trung bình khoảng 8m. Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý
của lớp đất được thể hiện ở bảng 2.5:
Bảng 2.5: Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của đất lớp 2
Các chỉ tiêu
< 0,005 mm
Ký hiệu
Đơn vị
Giá trị
26.7
0.005- 0.01 mm
21.18
0,01- 0,05 mm
25.48
Thành phần
hạt
0.05- 0.1 mm
0.1-0.25 mm
P
11.78
%
7.58
0.25-0.50 mm
4.14
0.50 – 1.0 mm
1.82
1.0 – 2.0 mm
1.32
Độ ẩm thiên nhiên
W
%
25.9
3
Khối lượng thể tích tự nhiên
gw
g/cm
1.98
Khối lượng thể tích khô
gc
g/cm3
1.57
Khối lượng riêng hạt
gs
g/cm3
2.7
Hệ số rỗng
e
Độ lỗ rỗng
n
%
41.8
Độ bão hòa
G
%
97.2
Giới hạn chẩy
WL
%
37.6
Giới hạn dẻo
WP
%
21.8
Chỉ số dẻo
IP
%
15.9
Độ sệt
Is
%
0.26
Góc ma sát trong
w
độ
19o54’
Lực dính kết
C
kG/cm2
0.24
Hệ số nén lún
a1-2
cm2/kG
0.027
Giá trị xuyên tiêu chuẩn
N30
Búa
8
Môdul tổng biến dạng
Áp lực tính toán quy ước
Eo
Ro
0.72
2
147.5
2
2.06
kG/cm
kG/cm
2.2.3. Lớp sét pha màu xám xanh,lẫn ít vỏ ốc vỏ sò, trạng thái dẻo mềm
Chiều sâu gặp mặt lớp, đáy lớp và chiều dày lớp biến đổi như sau:
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Bảng 2.6 : Độ sâu phân bố của lớp đất 3
Tên hố Độ sâu mặt lớp (m) Độ sâu đáy lớp (m) Bề dày của lớp (m)
CT6
8.8
25.5
16.7
CT7
9
27.5
18.5
CT8
8.5
23
14.5
CT09
10.5
27
16.5
Chiều dày lớp biến đổi lớn, chiều dày nhỏ nhất là 14.5m (CT8), chiều dày
lớn nhất là 18.5m (CT7), chiều dày trung bình của lớp là 16.5m. Giá trị trung bình
các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất được thể hiện ở bảng 2.7:
Bảng 2.7: Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của đất lớp 3
Các chỉ tiêu
Thành
phần hạt
Ký hiệu
Đơn vị
Giá trị
< 0,005 mm
26.24
0.005- 0.01 mm
20.05
0,01- 0,05 mm
21.2
0.05- 0.1 mm
12.09
0.1-0.25 mm
P
%
12
0.25-0.50 mm
5.25
0.50 – 1.0 mm
1.29
1.0 – 2.00 mm
1.07
2.0-5.0 mm
0
Độ ẩm thiên nhiên
W
%
27.9
3
Khối lượng thể tích tự nhiên
gw
g/cm
1.95
Khối lượng thể tích khô
gc
g/cm3
1.52
Khối lượng riêng hạt
gs
g/cm3
2.68
Hệ số rỗng
e
Độ lỗ rỗng
n
%
43
Độ bão hòa
G
%
96.6
Giới hạn chẩy
WL
%
32.4
Giới hạn dẻo
WP
%
20.2
Chỉ số dẻo
IP
%
12.3
Độ sệt
Is
%
0.63
Góc ma sát trong
w
độ
14o18’
Lực dính kết
C
kG/cm2
0.16
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
0.767
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Hệ số nén lún
a1-2
cm2/kG
0.04
Giá trị xuyên tiêu chuẩn
N30
Búa
6
2
Môdul tổng biến dạng
Eo
kG/cm
105.2
Áp lực tính toán quy ước
Ro
kG/cm2
1.25
2.2.4: Cát hạt thô màu nâu xám,xám xanh lẫn cuội sỏi,trạng thái chặt
Chiều sâu gặp mặt lớp, đáy lớp và chiều dày lớp biến đổi như sau:
Bảng 2.8: Độ sâu phân bố lớp đất 4
Tên hố Độ sâu mặt lớp (m)
CT6
25.5
CT7
27.5
CT8
23
CT09
27
Độ sâu đáy lớp (m)
36
37.5
43
38.5
Bề dày của lớp (m)
10.5
10
20
11.5
Xuất hiện ở độ sâu từ 23m (CT8) đến 27m (CT9), độ sâu kết thúc 36m (CT6)
đến 43m (CT8). Chiều dày lớp biến đổi lớn, từ 10m (CT7) đến 20m (CT8), chiều
dày trung bình của lớp là 15m. Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất được
thể hiện ở bảng 2.9:
Bảng 2.9: Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của đất lớp 4
Các chỉ tiêu
Thành
phần hạt
Ký hiệu
Đơn vị
Giá trị
< 0,005 mm
1.5
0.005- 0.01 mm
1.98
0,01- 0,05 mm
1.93
0.05- 0.1 mm
13.79
0.1-0.25 mm
12.01
0.25-0.50 mm
0.50 – 1.0 mm
P
11.54
%
18.01
1.0 – 2.00 mm
17.07
2.0-5.0 mm
6.32
5.0-10.0mm
6.92
10.0-20.0mm
4.4
20.0-40.0mm
4.55
3
Khối lượng riêng hạt
gs
g/cm
2.68
Góc nghỉ của cát khô
ak
độ
31.1
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Góc nghỉ của cát bão hòa
abh
độ
27.6
Giá trị xuyên tiêu chuẩn
N30
Búa
40
Môdul tổng biến dạng
Eo
kG/cm2
500
Ro
2
2.67
Áp lực tính toán quy ước
kG/cm
2.3. 5. Sét bột kết màu nâu đỏ, nâu tím phong hóa mạnh đến mãnh liệt, đất trạng
thái cứng
Chiều sâu gặp mặt lớp, đáy lớp và chiều dày lớp biến đổi như sau:
Bảng 2.10: Độ sâu phân bố lớp đất 5
Tên hố Độ sâu mặt lớp (m)
CT6
36
CT7
37.5
CT8
43
CT09
38.5
Độ sâu đáy lớp (m)
46
43
49.7
44
Bề dày của lớp (m)
10
5.5
6.7
4.5
Từ bảng số liệu trên cho thấy độ sâu mặt lớp biến đổi từ 36.0m (CT6) đến
43m (CT8), chiều sâu đáy lớp biến đổi từ 43m (CT7) đến 49.7m (CT8). Chiều dày
thay đổi từ 4.5m (CT9) đến 10m (CT6), trung bình 7.25m. Giá trị trung bình các chỉ
tiêu cơ lý của lớp đất được thể hiện ở bảng 2.11:
Bảng 2.11: Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của đất lớp 5
Các chỉ tiêu
Thành phần
hạt
Ký hiệu
Đơn vị
Giá trị
< 0,005 mm
50
0.005- 0.01 mm
9.5
0,01- 0,05 mm
18.5
0.05- 0.1 mm
9.39
0.1-0.25 mm
9.44
0.25-0.50 mm
P
%
2.81
0.50 – 1.0 mm
0.36
1.0 – 2.00 mm
0
2.0-5.0 mm
0
5.0-10.0
0
10.0-20.0
0
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Độ ẩm thiên nhiên
W
%
14.9
Khối lượng thể tích tự nhiên
gw
g/cm3
2.24
Khối lượng thể tích khô
gc
g/cm3
1.95
Khối lượng riêng hạt
gs
g/cm3
2.76
Hệ số rỗng
e
Độ lỗ rỗng
n
%
29.3
Độ bão hòa
G
%
98
Giới hạn chẩy
WL
%
29.3
Giới hạn dẻo
WP
%
17.1
Chỉ số dẻo
IP
%
12.2
Độ sệt
Is
%
-0.16
Góc ma sát trong
w
độ
27.89
Lực dính kết
C
kG/cm2
1.26
Hệ số nén lún
a1-2
cm2/kG
0.011
Góc nghỉ của cát khô
ak
độ
14.9
Góc nghỉ của cát bão hòa
abh
độ
2.24
Giá trị xuyên tiêu chuẩn
N30
Búa
>100
0.418
2.3. Đặc điểm địa chất thủy văn
2.3.1. Nước mặt
Qua khảo sát tại hiện trường và tài liệu thuỷ văn chung của khu vực cho thấy
nước mặt bao gồm nước mưa, nước thải sinh hoạt. Lưu lượng nước phụ thuộc vào
thời tiết và theo mùa.
Nước mặt tồn tại trong lớp đất hiện cách mặt đất khoảng 1,0m
2.3.2. Nước dưới đất.
Nước dưới đất xuất hiện trong lớp 5 và tàng trữ ít trong các lớp đất còn lại.
Nguồn cung cấp chính cho nước dưới đất chủ yếu do nước mưa ngấm từ trên
xuống.
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Kết luận và kiến nghị
Công tác khảo sát địa chất công trình, địa chất thủy văn phục vụ giai đoạn
lập dự án đầu tư và thiết kế cơ sở tại công trình khu đô thị mới Hàm Nghi đã được
thực hiện một số các công tác sau: Khoan máy, thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT,
lấy và phân tích chỉ tiêu cơ lý mẫu đất đá, chỉ tiêu hoá học mẫu nước, tổng hợp tài
liệu trong phòng, lập báo cáo. Kết quả nghiên cứu khảo sát cho thấy:
Địa hình: Khu vực mặt bằng công trình chủ yếu là ruộng lúa, vườn cây, ao
thả cá của dân, tương đối bằng phẳng có cao độ 1,90 ¸ 2,98m, tương đối thuận lợi
cho công tác khảo sát. Tuy nhiên trong quá trình thi công ngoài hiện trường còn gặp
một số vướng mắc trong công tác đền bù giải phóng mặt bằng. Để đảm bảo tiến độ
nhà thầu khảo sát đã chủ động giải quyết.
Về địa tầng và tính chất cơ lý: Nhìn chung cấu trúc địa chất khu vực mặt
bằng dự án khá đồng nhất và được thể hiện bằng sự bắt gặp hầu hết các lớp đất đá
trong khu vực nghiên cứu. Khu vực dự kiến bố trí các hạng mục nhà cao tầng, nhà
thầu khảo sát đã bố trí các hố khoan sâu. Các hố khoan đã khoan sâu vào tầng đất có
giá trị xuyên SPT N30>100. Đáy hố khoan kết thúc là đá sét bột kết bị phong hoá
mạnh của hệ tầng Nghi Xuân (N2-QI), phía bên trên là các trầm tích biển trẻ hơn của
hệ tầng Can Lộc (QIV1-2cl) bao gồm các thành tạo trầm tích biển, đầm lầy ven biển.
Điều kiện địa chất thuỷ văn và thuỷ văn: Nước mặt hiện tồn tại trong lớp cát
lấp hiện cách mặt đất khoảng 1.0m. do vậy khi thi công có thể xảy ra hiện tượng
nước chảy vào hố móng nên cần có biện pháp thoát nước và xử lý kịp thời.
Căn cứ vào đặc điểm địa chất công trình các lớp đất đá khu vực mặt bằng
kiến nghị:
- Với các hạng mục có tải trọng nhỏ, chiều cao không lớn nên sử dụng giải
pháp móng nông, giải pháp móng nông đặt lên lớp 2
- Với các hạng mục có tải trọng và chiều cao lớn (Nhà cao trên 10 tầng), kiến
nghị sử dụng giải pháp móng cọc (cọc đóng, cọc ép hoặc cọc khoan nhồi). Mũi cọc
đặt vào lớp 4 hoặc lớp 5 tùy theo tải trọng công trình
Lưu ý : Khi thi công móng cọc cần phải có biện pháp khoan dẫn tạo lỗ để đóng, ép
cọc qua lớp 3, 4, đến độ sâu thiết kế cần thiết.
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
3.1.
Đặc điểm và những yêu cầu kỹ thuật của công trình xây dựng:
Công trình khu xây dựng nằm tại Khu đô thị mới Hàm Nghi – Thanh Linh –
Thạch Tân – Hà Tĩnh, dự kiến được xây dựng với quy mô như sau:
Công
Diện tích xây
Số tầng của
Số tầng
Tải trọng thiết
trình
dựng
công trình
hầm
kế trên 1trụ
A
3840 m2
20
1
1100T
B
2432 m2
7
0
250T
Công trình nhà A và B dự kiến được sử dụng làm nhà ở, văn phòng, các
phòng chức năng… Khu vực xây dựng có cấu trúc nền tương đối phức tạp, đất nền
gồm nhiều lớp có khả năng mang tải khác nhau. Do đó khi xây dựng công trình có
thể phát sinh các vấn đề địa chất công trình sau:
-
Vấn đề khả năng chịu tải của đất nền.
-
Vấn đề ổn định lún của công trình.
-
Vấn đề nước chảy vào hố móng.
3.2.
Đánh giá các vấn đề địa chất công trình:
Để đánh giá các vấn đề địa chất công trình:
Vấn đề khả năng chịu tải của nền
Vấn đề ổn định lún của công trình
Vấn đề nước chảy vào hố móng
Cần phải có tính toán định lượng cụ thể cho các vấn đề địa chất công trình
trên. Kết quả dự báo được sử dụng làm cơ sở cho thiết kế phương án khảo sát địa
chất công trình ở giai đoạn tới. Việc tính toán dự báo các vấn đề địa chất công trình
phụ thuộc vào mỗi loại công trình khác nhau nhưng cần phải gắn chặt với giải pháp
móng của công trình. Vì vậy quá trình tính toán dự báo luôn được tiến hành đồng
thời với thiết kế sơ bộ móng công trình cũng như ổn định nền công trình. Từ những
yêu cầu cụ thể của công trình xây dựng và đặc điểm của nền đất mà công trình xây
dựng ở trên, các vấn đề địa chất công trình cụ thể đã được nêu, tiến hành tính toán,
lựa chọn giải pháp móng cho khu nhà A, B như sau:
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
3.2.1. Lựa chọn giải pháp móng cho nhà A: 20 tầng
Với cấu trúc địa chất như trên và tải trọng của công trình nhà 20 tầng và có 1
tầng hầm là khoảng 1000T/trụ. Với cấu trúc nền phức tạp, chọn phương pháp móng
cọc ma sát là không hợp lý bởi vậy ta chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi.
Với giải pháp móng cọc khoan nhồi ta thấy móng phải được cắm vào lớp 5,
là lớp sét bột kết màu nâu đỏ, nâu tím, trạng thái cứng
3.2.1.1.
Chọn loại vật liệu và kết cấu cọc
Với giải pháp móng đã chọn là cọc khoan nhồi, ta chọn các loại vật liệu làm
cọc như sau:
-
Cọc bê tông cốt thép, tiết diện tròn, đường kính cọc d=100cm
-
Bê tông cọc mác 300#
-
Cốt thép dọc là thép A-III, đường kính f 22
-
Cốt thép đai là thép A-II,đường kính f 12
3.2.1.2.
Chọn chiều sâu đặt đài và chiều dài cọc
Theo kết quả khảo sát địa tầng thì khu vực khảo sát được chia thành 5 lớp.
Trong đó lớp 5 là sét bột kết màu nâu đỏ, nâu tím, có sức chịu tải cao, độ biến dạng
nhỏ.
Căn cứ vào đó nên tôi chọn lớp này để đặt mũi coc.
- Ta chọn cọc đài thấp, đáy đài sâu 4,0m; đài dày 1,5m; Cọc ngàm vào đài 0,5m
-
Chiều sâu mũi cọc thiết kế là 39,5m, cọc cắm vào lớp 5 là 2m.
-
Đài cọc được làm bằng bêtông cốt thép, bêtông mác 300#.
3.2.1.3.
a.
Xác định sức chịu tải của cọc theo phương thẳng đứng.
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc
Cọc bê tông cốt thép, sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác
định theo công thức:
Pvl = φ.m.(Rb.Fb + Ra.Fa)
Trong đó:
- Pvl: Sức chịu tải tính toán của cọc theo vật liệu làm cọc;
- φ: hệ số chịu uốn dọc trục, lấy φ = 1;
-m: hệ số điều kiện làm việc của cọc, m = 0,85;
- Fb: Diện tích tiết diện phần bê tông: Fb = Fcọc – Fa;
- Fcọc= p.r1 2 = 3,14 x 0,52 = 0.785 (m2)
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
- Fa: Diện tích tiết diện ngang của toàn bộ cốt thép chủ trong cọc;
+ Một thanh cốt thép chủ f = 22 loại AIII có diện tích tiết diện ngang là:
Fct (1 thanh) = 3,801 cm2 = 3,801x10-4 (m2)
+ Chu vi của lồng thép:
C = 2p.r2 = 2×3,14×0,44 = 2,783 (m)
+ Trên thép đai cứ 20cm bố chí một thép chủ. Vậy tổng số thanh thép chủ là:
N1 =
C
2, 783
=
= 13,915 (thanh)
0, 2
0, 2
Chọn N’1 = 14 (thanh)
Do đó diện tích tiết diện ngang của toàn bộ cốt thép chủ trong cọc là:
Fa = 3,801×10-4×14 = 53,214×10-4 m2
Vậy Fb = Fcọc – Fa = 0,785 - 0,0053214 = 0,780 (m2)
- Ra: Cường độ chịu kéo giới hạn của cốt thép chủ, Ra = 36000 (T/m2)
- Rb: Cường độ chịu nén của bê tông phụ thuộc vào mác bê tông, Rb = 1200 (T/m2).
Thay số vào công thức (IV-1):
Pvl = 1×0,85×(1200×0.785+ 36000×53,214×10-4) = 963,53 (T).
b.
Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:
æ
ö
Pđn = 0.7mç a1a 2 u å t i l i + a 3 FR ÷
ç
÷
è
ø
Trong đó:
m – hệ số điều kiện làm việc của cọc, m = 0,85
a1 - hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc, a1 = 0,9
a 2 - hệ số kể ma sát giữa đất và cọc, a 2 = 1(chọn tỷ số giữa đường kính chân mở và
đường kính cọc bằng 1,5).
a 3 - hệ số ảnh hưởng của của việc mở rộng chân cọc đến sức chịu tải của nền đất ở
mũi cọc, a 3 = 0,7
u – chu vi tiết diện ngang của cọc, u = p´1 = 3.14 m
li – chiều dày lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua
t i - lực ma sát giới hạn đơn vị trung bình của mỗi lớp đất mà cọc xuyên qua
F – diện tích tiết diên ngang của cọc, F = 0.785 m2
2
R - cường độ của nền đất ở dưới mũi cọc, R = 1500(T/m )
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Bảng 3.1. Bảng xác định giá trị t i và
Lớp
li (m)
2
5.00
Độ sâu
trung bình
(m)
6.50
3
18.50
4
5
Độ sệt
n
å ti li
i =1
ti
li*ti
0.26
4.64
23.20
18.25
0.63
1.74
32.19
10.00
32.50
-
10.00
100.00
2.00
38.50
-
10.00
20.00
å
Is
35.5
175.39
Thay số vào công thức, Pđn = 785,34 (T).
Vậy giá trị sức chịu tải của cọc được chọn để tính toán: Ptt= Pmin(Pvl,Pđn)=785,34(T)
c.
Xác Định Sơ bộ kích thước đài
Theo thiết kế, tải trọng tác dụng nên mỗi cọc là Ntc = 1100 tấn/trụ.
Để các cọc ít ảnh hưởng lẫn nhau, có thể coi là cọc đơn, theo quy phạm quy
định các cọc trong mặt bằng sao cho khoảng cách giữa tim các cọc trong đài a ³ 3d
(d là đường kính cọc). Có thể bố trí các cọc theo mạng ô vuông, ô cờ, mạng không
dàn đều. Nếu chọn khoảng cách giữa các cọc là 3d thì ứng suất trung bình dưới dáy
móng được xác định theo công thức:
®σ =
(
)
Mặt khác: σ
,
=
=
∑
= 87,26 (T/m2)
=
đ
∑
+ γ .h
đ
Diện tích sơ bộ đáy đài được tính theo công thức:
Fđ =
Trong đó:
∑
.
gtb: là trọng lượng thể tích bình quân của đài và đất trên đài, gtb = 2,2 T/m3;
h: là chiều sâu đáy đài, h = 4,0m;
→ Fđ = 14,01 m2.
d.
Xác định số lượng cọc trong đài
Số lượng cọc trong đài: n = b å
N
Ptt
Trong đó:
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
β: hệ số kinh nghiệm kể đến tải trọng ngang và mômen, β = 1,1
∑N: tổng tải trọng thẳng đứng tính đến cao trình đáy đài
∑N= Ntt + Qđ = 1223,28 (T)
(Ntt = 1100T; Qđ = γtb×h×Fđ = 2,2×4×14,01 = 123,28T);
→ n = 1,71 cọc.
Vậy ta bố trí 2 cọc trong đài.
e.
Cấu tạo và tính toán đài cọc
Đài cọc sử dụng bê tông Mac 300;
Chiều dài đài cọc: A = d + 3d + 2×0,3 = 4,6(m);
Chiều rộng của đài cọc: B = d + 2×0,3 = 1,6(m);
Diện tích thực của đài sau khi bố trí hệ cọc: F d = A.B = 7,36(m 2 );
Trọng lượng của đài và đất trên đài: Qđ = γtb×h×Fđ = 2,2×4×7,36 =
64,76(T);
Lực dọc tính toán tại cao trình đáy đài: ∑N= Ntt + 64,76= 1164,76 (T)
Yêu cầu khi bố trí cọc vào trong đài:
- Các cọc được bố trí trong đài phải chịu lực tương đối đồng đều.
- Mũi cọc đạt độ sâu thiết kế, khoảng cách 2 tâm cọc gần nhất phải ≥ 3d và ≥
0,7m. Mép cọc ngoài cùng đến mép đài (khoảng cách a) phải > 5 cm đối với công
trình dân dụng.
f.
Kiểm tra cường độ đài cọc
Móng chỉ có cọc thẳng đứng, tải trọng thẳng đứng tác dụng đúng tâm, số lượng
cọc xác định theo công thức: n = b. å
N
Ptt
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
→ Không cần kiểm tra tải trọng tác dụng lên đỉnh cọc.
Lực tác dụng lên mỗi cọc phải thỏa mãn điều kiện sau:
P0max =
SN
≤ Ptt
n
Trong đó:
P0max: tải trọng tác dụng lên cọc lớn nhất;
∑N: tổng tải trọng thẳng đứng tại đáy đài, ∑N = 1164,76 (T);
n: số lượng cọc trong móng, n = 2;
,
→ P0max =
= 582,38 (T) ≤ Ptt = 785,34 (T).
Vậy điều kiện lực tác dụng lên mỗi cọc được thỏa mãn.
Hình IV.7: Sơ đồ kiểm tra cường độ đài cọc
hd
§µi cäc
h2
hcs
P
0
Cäc
Kiểm tra cường độ đài cọc tức là kiểm tra khả năng chọc thủng đài của cọc.
Ứng suất cắt do cọc gây ra tính theo công thức:
t=
P0max
≤
U .h2
[t ]
Trong đó:
[τ]: ứng suất cắt cho phép của vật liệu làm cọc, [τ]≈ 0,1×Rn, với bê tông Mac
300, tra bảng Rn = 3000 (T/m2) → [τ]≈ 300 (T/m2);
P0max = 582,38(T);
h2: chiều dày bê tông chống chọc thủng đài của cọc, h2 = 1,0 (m);
U: chu vi tiết diện ngang của cọc, U = 3,14 (m);
→ τ = 185,47 (T/m2) < [τ] ≈ 300 T/m2.
Vậy đài làm việc trong điều kiện không bị chọc thủng.
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
Đồ án tốt nghiệp
3.2.1.4.
Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
Vấn đề biến dạng lún của công trình
Với giải pháp móng là cọc khoan nhồi (cọc chống), cọc đặt vào lớp5
(lớp 5: sét bột kết màu nâu đỏ, nâu tím, trạng thái cứng) nên biến dạng rất ít,
luôn thoả mãn điều kiện biến dạng. Do đó việc kiểm tra biến dạng có thể bỏ
qua.
3.2.1.5. Vấn đề ổn định hố móng khi làm tầng hầm
a.
Vấn đề ổn định của hố móng
Dựa vào mặt cắt ĐCCT tại khu vực khảo sát lựa chọn hố khoan CT7 làm cơ
sở để tính toán ta thấy với cấu trúc đất nền tại đây có lớp số 2 là lớp sét pha màu
nâu đỏ xám xanh vàng loang lỗ dẻo cứng có độ ổn định rất cao, do đó sử dụng
phương án đào hở là hợp lý nhất bởi:
- Phương án thi công đơn giản
- Giải pháp kiến trúc và kết cấu không phức tạp
- Việc xử lý chống thấm và lắp đặt các giải pháp kỹ thuật dễ dàng
Việc tính toán cho giải pháp đào hở không chống đỡ này được tính theo công
thức:
kod = A.tanj +
.
g.
Trong đó: A, B là hệ số tra bảng phụ thuộc vào góc mái dốc và vị trí mặt trượt
tan j là hệ số ma sát trong của đất tự nhiên
C: lực dính của đất nền tự nhiên;
γ: khối lượng thể tích của đất;
h: chiều cao hố móng
Để đánh giá khả ổn định của hố móng, cần xác định hệ số ổn định F, sau đó so
sánh với hệ số an toàn Fgh.
F < Fgh =1,1: hố móng mất ổn định;
F > Fgh =1,1: hố móng ổn định.
Với điều kiện nhà A 20 tầng có một tầng hầm như trên chiều sâu hố móng dự
kiến h = 4m, tra bảng với loại đất sét pha khi đó:
kod = 4,78.tan(19°51’) +
,
,
. ,
.
= 3,5 >1,1
Do đó thành hố móng ổn định, ta có thể tiến hành đào thành thẳng đứng hoặc
đào với một góc nghiêng thích hợp.
Sinh viên: Đỗ Văn Thụ
Lớp: ĐCCT – ĐKT K57
