Thiết kế và thi công cọc khoan nhồi công trình nhà cao tầng, quận 5, tp HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM
KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN

TRẦN THANH TÀI

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI
CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TẦNG, QUẬN 5, TP.HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ ĐỊA CHẤT HỌC
Mã ngành: 52440201

TP. HỒ CHÍ MINH – 12/2017
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM


KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI
CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TẦNG, QUẬN 5, TP.HCM

Sinh viên thực hiện: Trần Thanh Tài
Khóa: 2013 – 2017
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Trần Thị Phương Dung

TP. HỒ CHÍ MINH – 12/2017

MSSV: 0250100092

TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN

Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm

NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Khoa: ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN
Bộ môn: KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT
Họ và tên: TRẦN THANH TÀI

MSSV: 0250100092

Ngành: ĐỊA CHẤT HỌC

Lớp: 02_ĐH_ĐKT

1. Tên đồ án: Thiết kế và thi công cọc khoan nhồi công trình nhà cao tầng,
Quận 5, Tp.HCM
2. Nhiệm vụ (yêu cầu nội dung và số liệu ban đầu):

-

Từ các số liệu khoan khảo sát công trình tiến hành thiết kế sơ bộ kích thước
móng cọc khoan nhồi.

-

Lựa chọn biện pháp thi công phù hợp.

3. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 22/08/2017
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 30/11/2017
5. Họ và tên người hướng dẫn: ThS. Trần Thị Phương Dung
Người hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Nội dung và yêu cầu đã được thông qua bộ môn
Ngày

tháng

năm

Chủ nhiệm bộ môn
(Ký và ghi rõ họ tên)

i


LỜI CÁM ƠN
Lời đầu tiên em xin gửi đên quý thầy cô khoa Địa chất và khoáng sản lời cám

ơn chân thành nhất vì sự tận tâm trong công việc truyền đạt kiến thức. Cám ơn thầy cô
đã tạo điều kiện cho em và các bạn được học tập, nghiên cứu và giúp đỡ giúp em có
thể vượt qua những khó khăn trong việc học.
Do kiến thức còn hạn chế cho nên khó tránh khỏi những sai sót mong thầy cô,
cán bộ bỏ qua và hướng dẫn đồ án có thể hoàn thiện hơn trong tương lai.
Cuối cùng em xin gửi lời cám ơn sâu sắc nhất đến cô Trần Thị Phương Dung,
người đã nhiệt tính hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
TP.Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 11 năm 2017
Sinh viên thực hiện

Trần Thanh Tài

ii


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .......................................................................i
LỜI CÁM ƠN ................................................................................................................. ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ..................................................................v
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................... viii
TÓM TẮT........................................................................................................................1
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................2
1. Tính cấp thiết của đồ án tốt nghiệp .............................................................................2
2. Mục tiêu của đồ án tốt nghiệp .....................................................................................2
3. Nội dung và phạm vi nghiên cứu ................................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 3
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ............................................................................................ 4
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC .................4

1.1.1. Nghiên cứu trong nước ..........................................................................................4
1.1.2. Nghiên cứu ngoài nước .........................................................................................4
1.2. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU .......................................................4
1.2.1. Đặc điểm tự nhiên..................................................................................................4
1.2.2. Đặc điểm kinh tế – xã hội ......................................................................................6
1.2.3. Đặc điểm địa chất ..................................................................................................7
1.3. TỔNG QUAN VỀ MÓNG CỌC ..............................................................................9
1.4. TỔNG QUAN VỀ CỌC KHOAN NHỒI .............................................................. 10
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................ 11
2.1. PHƯƠNG PHÁP THU THẬP TÀI LIỆU ............................................................. 11
2.2. PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT THỰC ĐỊA........................................................... 11
2.3. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN, XỬ LÝ SỐ LIỆU ...............................................11
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................17
3.1. THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI...........................................................................17
3.1.1. Địa tầng khu vực xây dựng..................................................................................17
3.1.2. Tính toán, lựa chọn kích thước cọc .....................................................................19

iii


3.1.2. Kiểm tra sức chịu tải của cọc...............................................................................19
3.1.3. Xác định số lượng cọc và bố trí móng cọc trong đài...........................................21
3.1.4. Thiết kế sơ bộ đài cọc .......................................................................................... 23
3.1.5. Kiểm tra biến dạng của nền .................................................................................23
3.2. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CỌC .................................................28
3.2.1. Phương pháp, thiết bị thi công cọc ......................................................................28
3.2.2. Quy trình khoan cọc nhồi ....................................................................................29
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................42
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 43
PHỤ LỤC ......................................................................................................................44

iv


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
𝜇0 :

Hệ số biến dạng ngang của đất.

[P]:

Sức chịu tải giới hạn.

α:

Góc mở khối móng quy ước

α1, α2, α3, và α 4 : Các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị số góc ma sát trong
tính toán φI của nền đất.
β:

Hệ số xét đến ảnh hưởng của mô men M0 và trọng lượng đài.

γ’I:

Dung trọng tính toán của nền đất dưới mũi cọc.

γc :

Hệ số điều kiện làm việc của cọc.

γcf:

Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc.

γcq:

Hệ số làm việc của đất dưới mũi cọc.

γhm:

Ứng suất lớp phủ trên đáy móng.

γI :

Dung trọng tính toán trung bình (tính theo các lớp) của đất nằm trên

mũi cọc.
μ:

Hệ số phụ thuộc liên kết hai đầu cọc.

𝜔:

Hệ số hình dạng móng.

Ab :

Tiết diện ngang mũi cọc.

b:

Bề rộng móng;

B:

Chiều rộng đài cọc.

Btđ:

Chiều rộng khối móng quy ước.

d:

Đường kính cọc.

Dc :

Đường kính cọc.

E0 :

Mô đun biến dạng của đất.

f f:

Sức kháng trên thân cọc

Gđài:

Trọng lượng đài

Gđất:

Trọng lượng các lớp đất từ đáy đài đến mũi cọc

Gcọc:

Trọng lượng cọc

h:

Chiều sâu hạ cọc, kể từ mặt đất tự nhiên tới mũi cọc.

h1:

Chiều dày lớp đất yếu bên trên.

Kd:

Hệ số an toàn của đất.

L:

Chiều dài cọc.
v


L:

Chiều dài đài cọc.

l0:

Chiều dài tính toán của cọc.

li:

Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i.

Ln:

Chiều dài cọc ngàm vào trong lớp đất tốt.

Ltđ:

Chiều dài khối móng quy ước.

m1:

Hệ số điều kiện làm việc.

m2:

Hệ số điều kiện làm việc kể đến ảnh hưởng của phương pháp thi

công cọc.
N0 :

Tải trọng đứng truyền xuống móng cọc.

nc:

Số lượng cọc;

p:

Tải trọng tiếp xúc gây lún dưới đáy móng.

Pgh:

Sức chịu tải giới hạn.

ptx:

Tải trọng tiếp xúc ở đáy móng do tải trọng công trình gây ra.

qb:

Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc.

r:

Bán kính của cọc tròn hoặc cạnh của cọc vuông;

Rc,u:

Sức chịu tải trọng nén.

TCVN:

Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXD:

Tiêu chuẩn xây dựng

TNHH:

Trách nhiệm hữu hạn.

TP.HCM

Thành phố Hồ Chí Minh

Tp:

Thành phố

u:

Chu vi tiết diện ngang thân cọc.

vi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Bảng tra hệ số phụ thuộc hai đài cọc ............................................................ 13
Bảng 3.1. Thông tin cơ bản lớp đất ...............................................................................17
Bảng 3.2. Chỉ tiêu cơ lý lớp đất .....................................................................................18

Bảng 3.3. Bảng tính lún của lớp đất ..............................................................................26
Bảng 3.4. Ưu nhược điểm của dung dịch khoan Bentonite và Polymer .......................31
Bảng 3.5. Chỉ tiêu tính năng ban đầu của dung dịch bentonite .....................................35
Bảng 3.6. Tỷ lệ cấp phối cho 1m3 bê tông.....................................................................39
Bảng 3.7. Các sự cố trong khoan cọc nhồi ....................................................................40

vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Bản đồ hành chính Quận 5 ..............................................................................5
Hình 1.2. Bản đồ địa chất khu vực quận 5 ......................................................................9
Hình 3.1. Mặt bằng bố trí móng cọc khoan nhồi trong đài ...........................................22
Hình 3.2. Mặt cắt đại diện móng cọc trong đất nền ......................................................23
Hình 3.3. Mô hình khối móng quy ước .........................................................................25
Hình 3.4. Biểu đồ ứng suất gây lún ...............................................................................27
Hình 3.5. Thi công cọc khoan nhồi ..............................................................................29
Hình 3.6. Mũi khoan cọc nhồi .......................................................................................29
Hình 3.7. Hố dung dịch .................................................................................................32
Hình 3.8. Cân tỷ trọng ...................................................................................................33
Hình 3.9. Phễu đo độ nhớt ............................................................................................. 33
Hình 3.10. Ống đo hàm lượng cát .................................................................................34
Hình 3.11. Chi tiết lồng thép .........................................................................................36
Hình 3.12. Thí nghiệm kiểm tra độ sụt bê tông ............................................................. 37
Hình 3.13. Công tác đổ bê tông .....................................................................................38

viii


TÓM TẮT

Tp Hồ Chí Minh với vị thế đặc biệt về điều kiện tự nhiên, vị trí địa lí, là đầu tàu
thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội vùng kinh tế phía Nam và cả nước nói chung.
Cùng với tốc độ phát triển kinh tế kéo theo sự phát triển cơ sở hạ tầng, hàng
loạt chung cư cao tầng, khu công nghiệp được xây dựng lên. Nhưng địa tầng khu vực
phía Nam nói chung và TP Hồ Chí Minh nói riêng có tầng đất yếu khá dày nên
phương án móng nông là không khả thi đối với các công trình có tải trọng vừa và lớn.
Do đó phương án móng cọc là phương án hợp lý đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cho công
trình.
Với các lý do trên, đồ án “ Thiết kế và thi công cọc khoan nhồi công trình nhà
cao tầng, quận 5, Tp.HCM” là cần thiết, đáp ứng nhu cầu xây dựng của xã hội.
Đồ án được nghiên cứu tại số 28 Nhiêu Tâm, Phường 5, Quận 5, Tp.HCM. Quá
trình khảo sát thực địa, thu thập tài liệu, được thực hiện từ tháng 6 năm 2017.
Đồ án sử dụng các phương pháp thu thập được các số liệu công trình, điều kiện
địa chất khu vực sau đó sử dụng các phần mềm hỗ trợ như MSExcel, Autocad,
MSWord nhằm thống kê, so sánh, tính toán số liệu.
Qua quá trình nghiên cứu, đồ án đã thu được kết quả như sau:
Địa tầng khu vực chủ yếu là lớp đất yếu bên trên, không phù hợp với phương án
móng nông. Từ đó lựa chọn giải pháp móng cọc với 12 hố móng tổng cộng 37 cọc,
kích thước mỗi đài cọc là 1,62 m x1,52 m.
Từ các thông số móng đã thiết kế kết hợp với phương pháp thực địa tiến hành
chọn phương pháp thi công khoan tuần hoàn dung dịch bentonite giữ thành hố khoan.
Cuối cùng kết luận các kết quả đã đạt được và kiến nghị, đề xuất nhằm đạt được
hiệu quả cao nhất cho công trình.

1


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đồ án tốt nghiệp
Sự phát triển không ngừng của đô thị và nhu cầu xây dựng nhà cửa, xây dựng

công trình trong những năm gần đây có sự tăng trưởng mạnh mẽ. Mặt khác, những quy
định mới về quy hoạch có hệ thống cũng có sự thay đổi nghiêm ngặt hơn. Móng cọc
ngày càng trở thành một phương án phổ biến cho nhiều công trình công nghiệp, nhà
cao tầng, cầu đường, bến cảng, kho chứa hàng nặng,… đặc biệt tại những vùng đất
yếu.
Để đảm bảo tính ổn định cho công trình tại những vùng đất yếu thường sử dụng
phương án móng cọc. Móng cọc cơ bản gồm 2 loại là cọc đúc sẵn và cọc khoan nhồi.
Phương pháp khoan cọc nhồi là một phương pháp thi công đảm bảo yêu cầu về
độ ổn định của công trình và ngày càng được sử dụng phổ biến ở nước ta. Các đơn vị
thi công đã tự trang bị đồng bộ các thiết bị thi công từ nước ngoài hoặc cải tiến các
phương tiện sẵn, với việc chú tâm vào nghiên cứu phát triển, nay đã có thể thi công
cọc có đường kính đến 1.5m và chiều sâu 70-80m.
2. Mục tiêu của đồ án tốt nghiệp
Thiết kế móng cọc khoan nhồi cho công trình.
Lựa chọn được phương pháp thi công phù hợp với điều kiện địa chất, địa hình
khu vực.
Đưa ra biện pháp phòng tránh và xử lý khi có sự cố.
3. Nội dung và phạm vi nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu:
Thu thập các tài liệu về địa chất, địa mạo, đặc điểm địa hình, kinh tế xã hội của
khu vực tiến hành nghiên cứu.
Các tài liệu về công trình như số tầng, diện tích, tầng hầm, tải trọng, các hạng
mục.
Tính toán thiết kế sơ bộ
Quy trình thi công cọc khoan nhồi
Phạm vi nghiên cứu:
Phạm vi nghiên cứu của đồ án được giới hạn tại công trình nhà cao tầng tại địa
chỉ số 28 Nhiêu Tâm, phường 5, quận 5, TP Hồ Chí Minh.
2

4. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp nghiên cứu chính sử dụng trong đồ án:
- Phương pháp thu thập tài liệu.
- Phương pháp khảo sát thực địa.
- Phương pháp tính toán, xử lý số liệu.

3


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
1.1.1. Nghiên cứu trong nước
Thí nghiệm bơm phụt vữa xi măng vào thân cọc và mũi cọc nhằm tăng ma sát
thành, sức chịu tải cọc dự án Eximbank của ThS. Trần Quang Thanh.
Kết quả nghiên cứu: sau khi thi công 2 cọc thử và tiến hành bơm vữa xi măng thì
sức chịu tải của cọc tăng lần lượt 19.36% và 30,24%.
Đây là công tác thi công cọc nhồi khá mới có thể ứng dụng giúp tăng sức chịu tải
của cọc thông qua việc tăng ma sát thành, giảm độ sâu cọc. Nhưng đây là phương pháp
thi công tương đối phức tạp, tốn kém chi phí.
1.1.2. Nghiên cứu ngoài nước
Thiết bị kiểm tra sức chịu tải của cọc bằng thiết bị O-cell của GS. Jorj O.
Osterberg. Thiết bị O-cell được lắp vào lồng thép để kiểm tra sức chịu tải của cọc sau
khi đổ bê tông. Đây là phương pháp kiểm tra rất chính xác sức chịu tải cọc khoan nhồi,
tuy nhiên, phương pháp này dùng để kiểm tra cọc có sức chịu tải lớn, thi công phức
tạp, tốn kém.
1.2. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.2.1. Đặc điểm tự nhiên
a. Vị trí địa lý

Quận 5 là một quận trung tâm TP.HCM, có diện tích 4,27 km2. Phía Đông giáp
quận 1 với tuyến đường Nguyễn Văn Cừ, phía Tây giáp quận 6 với tuyến đường
Nguyễn Thị Nhỏ và Ngô Nhân Tịnh, Phía Nam giáp quận 8 dọc theo kênh Tàu Hủ,
phía Bác giáp quận 10 và quận 11 với tuyến đường Nguyễn Chí Thanh và Hùng
Vương.

4


Hình 1.1. Bản đồ hành chính Quận 5
b. Đặc điểm địa hình
Quận 5 nói riêng và TP.HCM nói chung là khu vực chuyển tiếp giữa khu vực
Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long và được chia ra làm 3 vùng địa hình:
- Vùng cao: phía Bắc – Đông Bắc, một phần Tây Bắc với độ cao trung bình từ
10-25m.
- Vùng thấp trũng ở phía Nam – Tây Nam và Đông Nam thành phố với cao độ
trung bình trên dưới 1m, có nơi thấp nhất 0,5m.
- Vùng trung bình: trung tâm thành phố, độ cao trung bình từ 5-10m.
Quận 5 là một khu vực có độ cao trung bình do đó ít bị ảnh hưởng bởi triều
cường, ít có tình trạng ngập úng kéo dài.
c. Đặc điểm khí hậu
TPHCM nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa cận xích đạo do đó nhiệt độ khu
vực nhiệt độ khu vực cao đều trong năm và chia ra thành 2 mùa nắng – mưa khá rõ rệt.
Mùa mưa được bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô bắt đầu từ tháng 12 đến
5


tháng 4 năm sau. Trung bình có 160 – 270 giờ nắng 1 tháng, nhiệt độ trung bình 270C,
cao nhất 400C, thấp nhất 13,80C.
Lượng mưa trung bình đạt 1.949 mm/năm. Tuy nhiên, lượng mưa phân bố

không đều, các quận trung tâm thành phố đặc biệt là quận 5 có lượng mưa cao hơn so
với các khu vực còn lại.
d. Đặc điểm sông ngòi, kênh rạch
Quận 5 tương đối ít kênh rạch, tuy nhiên với cao độ địa hình trung bình và kênh
Tàu Hủ ở phía Nam vẫn đảm bảo được khả năng thoát nước cho khu vực. Có thể tham
khảo thêm ở phần phụ lục.
1.2.2. Đặc điểm kinh tế – xã hội
Thành phố Hồ Chí Minh có vị thế đặc biệt là một trung tâm lớn về kinh tế, văn
hoá, giáo dục đào tạo, khoa học công nghệ, đầu mối giao lưu và hội nhập quốc tế, là
đầu tàu, động lực, có sức thu hút và sức lan toả lớn của vùng kinh tế trọng điểm phía
Nam và có vị trí chính trị quan trọng của cả nước. Quận 5 là quận thuộc khu vực trung
tâm của thành phố Hồ Chí Minh. Lịch sử hình thành và phát triển của vùng đất quận 5
gắn liền với sự hình thành, phát triển của khu vực Chợ Lớn và lịch sử hơn 300 năm Sài
Gòn - thành phố Hồ Chí Minh.
Quận 5 luôn nắm giữ một trong những vị trí hàng đầu thành phố về sản xuất kinh
doanh, tăng trưởng kinh tế. Đồng thời tạo điều kiện cho 1.484 đơn vị hoạt động theo
luật doanh nghiệp, 25 hợp tác xã, 15.925 hộ kinh doanh cá thể với tổng vốn đầu tư hơn
5.114 tỷ đồng hoạt động kinh doanh trên địa bàn quận 5. Trên lĩnh vực sản xuất công
nghiệp - tiểu thủ công nghiệp, cuộc chuyển dịch theo hướng công nghiệp hóa - hiện
đại hóa đã thúc đẩy tăng nhanh tổng vốn đầu tư. Trong 5 năm qua, giá trị đầu tư đổi
mới máy móc, thiết bị công nghệ của các doanh nghiệp quận 5 đạt 39 triệu 617 ngàn
đô la Mỹ và 87 tỷ 162 triệu đồng. Nhiều doanh nghiệp sản xuất đã chuyển vào các khu
công nghiệp, đầu tư mở rộng nhà xưởng ngoại thành tăng sức cạnh tranh trên thị
trường. Tính đến thời điểm này, quận 5 có 18 doanh nghiệp được cấp giấy chứng nhận
quản lý chất lượng sản phẩm đạt tiêu chuẩn ISO 9000. Nhiều thương hiệu hàng hóa
quận 5 đã tạo được chỗ đứng vững chắc trên thị trường như : nhựa Đại Đồng Tiến,
Phước Thành, dây cáp điện Tân Cường Thành, Kiện Năng, cầu dao điện Tiến Thành,

6

các mặt hàng thủy hải sản chế biến của thương hiệu công ty Cholimex, gia vị Việt
Ấn…
Các trục đường chính Bắc - Nam, Đông - Tây của thành phố hầu như đi qua địa
bàn quận. Về mặt kinh tế, xưa và nay, quận vẫn được xem là một trung tâm thương
mại dịch vụ quan trọng của thành phố. Từ các chợ đầu mối trên địa bàn quận hàng hóa
các loại được bán buôn, bán lẻ tỏa đi khắp các vùng đất nước và các nước lân cận. Là
địa bàn có đông đồng bào Hoa cư trú, sinh sống từ khá sớm.
Cùng với sự phát triển kinh tế, xã hội cũng từ đó mà phát triển, đời sống người
dân ngày càng được cải thiện. Với các chính sách, chủ trương phát triển đời sống văn
hóa đến từng khu phố, đầu tư xây dựng trường học, trung tâm dạy nghề, vui chơi, thể
dục thể thao. Văn hóa xã hội tiến bộ, đời sống người dân quận 5 tiếp tục được cải thiện
mọi mặt, các chương trình chăm sóc sức khỏe ban đầu cho nhân dân được mở rộng.
Trung tâm Y tế quận và mạng lưới y tế phường được quan tâm đầu tư cơ sở vật chất,
nâng cấp trang thiết bị, bảo đảm công tác khám điều trị tại tuyến cơ sở. Đồng thời, có
đủ khả năng hỗ trợ điều trị cho các khu vực lân cận khác. Bên cạnh đó mạng lưới y tế
tư nhân với gần 900 phòng khám đã góp phần tích cực cho công tác chăm sóc sức
khoẻ nhân dân trong quận. Đặc biệt phát huy đặc thù của một vùng có thế mạnh về
lĩnh vực y học dân tộc truyền thống, quận 5 đã quy hoạch thành công một khu vực
chuyên doanh y học cổ truyền, làm điểm đến thu hút đông đảo khách tham quan vùng
Chợ Lớn - thành phố Hồ Chí Minh.
1.2.3. Đặc điểm địa chất
a. Địa tầng
Theo kết quả khoan địa chất và thống kê từ Phòng thí nghiệm phân tích địa chất
– Địa kỹ thuật Khoa học tự nhiên, địa chất khu vực quận 5 nói riêng và thành phố Hồ
Chí Minh nói chung là các thành tạo địa chất trẻ, được chia ra làm 3 tầng:
- Tầng cấu trúc trên: tầng cấu trúc trên bao gồm các trầm tích thuộc thành tạo
trầm tích Holocen là hệ tầng Bình Chánh và hệ tầng Cần Giờ. Nhìn chung, các hệ tầng
trầm tích hệ tầng cần giờ đều là đất yếu, chứa một lượng đáng kể vật chất hữu cơ và
hàm lượng của nó liên quan mật thiết với nguồn gốc thành tạo, thấp nhất là trong trầm

tích nguồn gốc sông biển, kế đó là các trầm tích có nguồn gốc đầm lầy biển và đầm lầy
nông.
7


- Tầng cấu trúc giữa: tầng cấu trúc giữa xem xét từ trẻ đến cổ gồm các trầm tích
sau:
+ Các thành tạo trầm tích Pleistocen muộn phân bố hầu hết diện tích của thành
phố và lộ ra trên các khu vực có độ cao trên 5m, phần còn lại bị phủ bởi các trầm tích
có tuổi Holocen. Ở TP.HCM các trầm tích thuộc thành tạo này có nguồn gốc khác
nhau từ sông, sông – biển, biển.
+ Các thành tạo trầm tích Pleistocen giữa – muộn phủ lên trên hầu hết diện tích
của thành phố, nhưng chỉ lộ ra trên các đồi cao từ 20 đến 40 mét ở Thủ Đức, quận 9,
10 đến 20 m ở Củ Chi.
+ Các thành tạo trầm tích Pleistocen muộn, Pleistocen sớm phân bố khắp diện
tích thành phố, bề mặt mái của của hệ tầng này chìm sâu từ một vài mét ở khu vực tây
bắc Củ Chi, 20 đến 45 mét ở khu vực Hóc môn – khu nội thành, 34 đến 84 mét ở khu
Cần Giờ, thành phần thạch học là sét bột.
+ Các thành tạo Pliocen sớm không lộ ra trên mặt đất, được phát hiện trong các
lỗ khoan sâu, bao gồm các trầm tích gắn kết yếu tương ứng với hệ tầng Nhà Bè.
+ Các thành tạo trầm tích Miocen muộn mới được phát hiện và nghiên cứu chi
tiết với tên là hệ tầng Bình Trưng ở đáy lỗ khoan 820, phường Bình Trưng ,quận 2.
- Tầng cấu trúc dưới: tầng cấu trúc dưới bao gồm các đá trầm tích tuổi jura sớm
,các đá trẩm tích núi lửa tuổi jura muôn- kreta sớm, các đá xâm nhập kreta sớm. các đá
này lộ ra trên diện tích không lớn ở Long Bình, quận 9, huyện Cần Giờ. Trên phần lớn
diện tích chúng bị phủ bởi các trầm tích Kainozoi dưới độ sâu 40-60m ở quận Thủ
Đức, 60 đến 120m ở quận 9, 140 đến 200 ở Củ Chi, 220 đến 240m dọc theo dải Gò
Vấp – Cần Giờ và 250 đến 320 mét dọc theo dải đồng bằng phía tây thành phố từ Thái
Mỹ huyện Củ Chi cắt qua Tân Túc huyện Bình Chánh.
Đặc điểm địa chất khu vực Quận 5: Trầm tích nguồn gốc sông hệ tầng Củ chi

tuổi Pleistocen muộn aQIII3cc với thành phần chủ yếu là sét và cát ở trên và xuống sâu
là cát hạt trung và sạn sỏi, độ sâu trung bình 2 – 25 m.

8


Hình 1.2. Bản đồ địa chất khu vực quận 5
b. Địa chất thủy văn
Khu vực nghiên cứu có 5 tầng nước , từ trên xuống là Pleistocen giữa trên qp2-3,
Pleistocen qp1, Pliocen trên n22, Pliocen dưới n21, Miocen trên n13. Tầng chứa nước
nằm phía trên Pleistocen giữa trên qp2-3 có ảnh hưởng trực tiếp đến nền móng công
trình với bản chất là tầng nước áp lực yếu. [14]
1.3. TỔNG QUAN VỀ MÓNG CỌC
Móng cọc được sử dụng rộng rãi trong xây dựng khi tải trọng công trình tương
đối lớn, khi lớp đất tốt xuất hiện tương đối sâu, khi có yêu cầu cao về hạn chế biến
dạng công trình… Móng cọc bao gồm các cọc liên kết với nhau bằng đài cọc. Cọc là
các cấu kiện dạng thanh có nhiệm vụ truyền tải trọng công trình vào đất thông qua ma
sát bên thành cọc và phàn lực đầu mũi cọc. Đài cọc là cấu kiện dạng bản có nhiệm vụ
tiếp nhận tải trọng công trình và phân phối lên các cọc.
Móng cọc có thể được thi công với các vật liệu khác nhau như gỗ, thép và phổ
biến nhất hiện nay là móng cọc bê tông cốt thép do khả năng cấu tạo hình dáng linh
hoạt, sức chịu tải cao và dễ thi công cơ giới.
Cọc bê tông cốt thép được phân loại dựa trên phương pháp thi công cọc gồm 2
loại là cọc đúc sẵn ( cọc được đưa thi công sẵn và đặt vào trong nền đất bằng phương
pháp đóng hoặc ép ) và cọc đổ tại chỗ ( cọc khoan nhồi ).

9


Đồ án này tập trung vào thiết kế, thi công và các vấn đề khác của cọc khoan

nhồi.
1.4. TỔNG QUAN VỀ CỌC KHOAN NHỒI
Cọc khoan nhồi (Bored Pile) là cọc được thi công bằng cách khoan tạo lỗ trong
đất sau đó lấp đầy với bê tông cốt thép. Cọc khoan nhồi được sử dụng để gia cố nền
đát, làm nhiệm vụ liên kết công trình với nền đất chịu tải tốt bên dưới để giữ ổn định
cho công trình. [8]
Cọc khoan nhồi được phân loại theo hình dạng, kích thước cọc gồm: cọc mini
đường kính từ 300 – 600 mm, Các cọc khoan nhồi đường kính lớn từ 600 – 1500 mm.
Phân loại theo các phương thức tạo lỗ phổ biến hiện nay ở Việt Nam bao gồm 3 loại:
phương pháp khoan thổi rửa, phương pháp khoan dùng ống vách và phương pháp
khoan gầu trong dung dịch bentonite.
Ưu điểm:
- Thi công đặt mũi cọc vào tầng đất tốt sâu bên dưới đảm bảo khả năng chịu tải
cho công trình.
- Có thể thi công trên những nền đất phức tạp.
- Chấn rung khi thi công nhỏ, ít ảnh hưởng đến các công trình liền kề.
- Sức chịu tải ngang lớn.
- Thi công trực tiếp tại công trình, thuận lợi cho việc vận chuyển hơn so với cọc
đúc sẵn.
Nhược điểm
- Công nghệ cao đòi hỏi trình độ, máy móc hiện đại
- Mặt bằng thi công sình lầy, ảnh hưởng môi trường.
- Chi phí cao hơn so với cọc ép

10


CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. PHƯƠNG PHÁP THU THẬP TÀI LIỆU

Các văn bản pháp lý.
Tài liệu về địa chất, địa chất thủy văn, địa hình, giao thông khu vực nghiên cứu.
Thu thập các tài liệu về nền móng, đặc biệt là các tài liệu về tính toán, thiết kế
cọc khoan nhồi.
Tài liệu về các công trình lân cận
2.2. PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT THỰC ĐỊA
Khảo sát thực địa nhằm nắm được điều kiện địa chất công trình như các chỉ tiêu
cơ lý của đất đá, các yếu tố địa chất có thể thúc đẩy quá trình địa chất công trình động
lực, các yếu tố địa chất thủy văn như nước ngầm, địa hình, giao thông khu vực, lựa
chọn phương pháp thi công hiệu quả nhất nhằm đảm bảo hiệu quả cả về mặt kinh tế và
tính ổn định lâu dài cho công trình.
Đầu tiên cần tiến hành khoan khảo sát địa chất và lấy mẫu nhằm xác định các chỉ
tiêu cơ lý, tính chất xây dựng của đất tại khu vực khảo sát. Trong quá trình khoan cần
thực hiện thí nghiệm SPT tại hiện trường với mỗi 2m khoan cần tiến hành lấy mẫu và
thực hiện SPT một lần.
Mẫu sau khi được lấy lên từ hố khoan cần được bảo quản và mang về phòng thí
nghiệm để xác định các chỉ tiêu cơ lý như thí nghiệm xác định độ ẩm, giới hạn chảy,
dẻo, hàm lượng hữu cơ trong đất (nếu có), thí nghiệm nén,…
2.3. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN, XỬ LÝ SỐ LIỆU
Từ các số liệu đã thu thập được từ các công tác khoan khảo sát và các TCVN về
thiết kế thi công cọc khoan nhồi, tính toán thiết kế móng cọc khoan nhồi cho công
trình.
Các số liệu sau khi thu thập sử dụng phần mềm MSExcel, MSWord để thống kê
và tính toán.
Các công thức sử dụng trong đồ án được tổng hợp như sau:
Xác định kích thước cọc
Chiều dài cọc được xác định theo công thức theo [2]
L ≥ Lmin = h1+Ln
11

Trong đó:
L: Chiều dài cọc (m)
h1: chiều dày lớp đất yếu bên trên (m)
Ln: Chiều dài cọc ngàm vào trong lớp đất tốt, nên chọn Ln ≥3 Dc (m)
Dc: đường kính cọc (m)
Đồng thời chiều dài và đường kính cọc không nên vượt quá giá trị 70-100 đối với
tỷ số L/Dc≤(70÷100).
Kiểm tra sức chịu tải
a. Theo vật liệu
Cọc khoan nhồi được thiết kế chủ yếu để chịu tải trọng nén từ công trình bên
trên, vật liệu làm cọc là bê tông cốt thép nên cọc được xem như một cấu kiện bê tông
cốt thép chịu nén đúng tâm và được xác định theo công thức của TCVN 5574:2012
QV=φ(m1m2RbAb+RscAst)
Trong đó:
φ: Hệ số uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và được tính theo công thức:
φ = 1.028 - 0.0000288λ2 - 0.0016λ
Với λ là độ mảnh của cọc, λ=l0/r;
Trong đó:
m1 - Hệ số điều kiện làm việc, đối với cọc được nhồi bê tông qua ống
dịch chuyển thẳng đứng thì m1  0.85.
m2 - Hệ số điều kiện làm việc kể đến ảnh hưởng của phương pháp thi
công cọc. Khi khoan lỗ và nhồi bê tông không cần chống vách, mực nước ngầm luôn
thấp hơn mũi cọc thì m2  1,0. Thi công trong các loại đất cần phải dùng ống chống
vách và nước ngầm không xuất hiện trong lỗ thì m2  0,9. Thi công trong các loại đất
phải dùng ống chống vách và đổ bêtông dưới huyền phù sét thì m2  0.7.
r: Bán kính của cọc tròn hoặc cạnh của cọc vuông;
l0 = μL: Chiều dài tính toán của cọc;
Với L là chiều dài thực của cọc hay chiều dày lớp đất yếu có cọc đi qua;
μ: Hệ số phụ thuộc liên kết hai đầu cọc được tra theo bảng sau:

12


Bảng 2.1. Bảng tra hệ số phụ thuộc hai đài cọc
Đầu cọc ngàm trong đài

Đầu cọc nằm trong đài và

Đầu cọc nằm trong đài

và mũi cọc nằm trong

mũi cọc tựa lên đất cứng

và mũi cọc ngàm trong

đất mềm

hay đá cứng

đá

μ=2

μ=0.7

μ=0.5

b. Theo đất nền

Sức chịu tải của cọc theo đất nền là tổng sức kháng cắt giữa thành cọc so với
đất nền và sức kháng cắt mũi cọc và được xác định theo công thức của TCVN
10304-2014
Rc,u = γc(γcqqbAb + u∑γcf fili)
Trong đó:
Rc,u: Sức chịu tải trọng nén (kN);
γc: hệ số điều kiện làm việc của cọc, cọc cắm vào đất cát chọn γc=1;
γcq: hệ số làm việc của đất dưới mũi cọc, trường hợp đổ bê tông dưới
nước chọn γcq=0,9;
Ab: tiết diện ngang mũi cọc (m2);
u: chu vi tiết diện ngang thân cọc (m);
γcf: hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc, tra theo phụ lục 5;
ff: sức kháng trên thân cọc (kPa), tra theo phụ lục 4;
li: chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i (m).
Tính toán sức kháng cắt mũi cọc qb = 0,75α4 (α1γ’Id + α2α3γIh)
Trong đó:
qb: cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (kPa);
α1, α2, α3, và α 4 là các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị số góc
ma sát trong tính toán φI của nền đất và được lấy theo Phụ lục 3, nhân với hệ số chiết
giảm 0.9;
γ’Ilà dung trọng tính toán của nền đất dưới mũi cọc;
γI là dung trọng tính toán trung bình (tính theo các lớp) của đất nằm trên
mũi cọc;
d là đường kính cọc (m);
13


h là chiều sâu hạ cọc, kể từ mặt đất tự nhiên tới mũi cọc (m);
Sức chịu tải cho phép: [P] =

𝑃𝑔ℎ
𝑘𝑑

Trong đó :
[P]: Sức chịu tải giới hạn (kN);
Pgh: Sức chịu tải giới hạn (kN);
Kd: Hệ số an toàn của đất.
Xác định số lượng cọc
Số lượng cọc được xác định dựa trên cơ sở sức chịu tải của mỗi cọc và tải trọng
công trình truyền xuống móng cọc dựa trên công thức [2]:
𝑁

nc= [𝑃]0 β
Trong đó:
nc: số lượng cọc;
N0: Tải trọng đứng truyền xuống móng cọc (kN);
β: Hệ số xét đến ảnh hưởng của mô men M0 và trọng lượng đài, β=1,2÷2,0.
Xác định kích thước đài cọc
Chiều rộng của đài phụ thuộc vào số lượng cọc và chiều rộng tường, cột. Độ
vươn của đài cọc ra phía ngoài mép cọc cần đươc chọn có kể đến độ lệch cho phép của
cọc, thông thường độ vươn tối thiểu của đài cọc khoảng 25 cm. [8]
Kiểm tra biến dạng của nền
Độ lún của móng cọc ma sát là độ lún của nền đất dưới đầu các cọc. Độ lún đó
được xác định theo khối móng quy ước theo [10]
𝜑𝑡𝑏
𝛼=

∑𝑛𝑖=1 𝜑𝑖 . ℎ𝑖
=
∑𝑛𝑖=1 ℎ𝑖

𝜑𝑡𝑏
4

Chiều dài khối móng qui ước:
𝐿𝑡đ = 𝐿 + 2𝐻𝑚 𝑡𝑔𝛼
Chiều rộng khối móng qui ước:
𝐵𝑡đ = 𝐵 + 2𝐻𝑚 𝑡𝑔𝛼
Trong đó:
14


L: Chiều dài đài cọc (m);
B: Chiều rộng đài cọc (m);
Ltđ: Chiều dài khối móng quy ước (m);
Btđ: Chiều rộng khối móng quy ước (m).
Áp lực tiếp xúc dưới đáy móng:
𝑁0𝑡𝑐
𝑃𝑡𝑏 =
+ 𝛾𝑡𝑏 ℎ𝑚
𝐿𝑡đ 𝐵𝑡đ
Trong đó:
Ptb: Áp lực tiếp xúc (T/m2)
N0tc: tải trọng công trình (T)
Ltđ: chiều dài khối móng quy ước (m)
Btđ: Chiều rộng khối móng quy ước (m)
Xác định trọng lượng khối móng quy ước:
N0 = P + Gđài + Gđất + Gcọc
Trong đó:
P: Tải trọng công trình (kN);
Gđài: trọng lượng đài, Gđài = Ltđ x Btđ x hđài x γbê tông , (kN);

Gđất: Trọng lượng các lớp đất từ đáy đài đến mũi cọc (kN), Gđất = ( 𝐹𝑚 −
𝑛 × 𝐹𝑐 ) × ∑𝛾𝑖 ℎ𝑖 .
Gcọc: Trọng lượng cọc (kN), Gcọc = 𝑛𝑐 × 𝐴𝑏 × 𝐿 × 𝛾𝑐𝑜̣𝑐 .
Áp lực gây lún tại tâm đáy móng:
𝑃𝑔𝑙 = 𝑃𝑡𝑏 − 𝛾 ′ ℎ𝑚
Chiều sâu chịu nén cực hạn 𝐻𝑠 kết thúc có 𝜎 𝑔𝑙 ≤ 0.2𝜎 𝑏𝑡
𝑔𝑙 = 𝐾0 𝑃gl
𝑛

𝑏𝑡 = ∑ 𝛾𝑖 ℎ𝑖
𝑖=1

Trong đó:
𝜎 𝑔𝑙 : Ứng suất gây lún;
𝜎 𝑏𝑡 : Ứng suất bản thân;
𝐾0 : Hệ số tải trọng đúng tâm;
P: Tải trọng gây lún (kN/m2)
15