Đề tài: Địa chất công trình - Địa kỹ thuật

Chia sẻ: Đoàn Toàn | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:44

Thêm vào BST

Báo xấu

388
lượt xem 82
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo luận văn - đề án 'đề tài: địa chất công trình - địa kỹ thuật', luận văn - báo cáo, kiến trúc - xây dựng phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Địa chất công trình - Địa kỹ thuật

Đồ án môn học "Địa chất công trình - Địa kỹ thuật"
Mục lục Đồ án môn học "Địa chất công trình - Địa kỹ thuật"...........................................1 Mục lục...............................................................................................................2 II. Công tác thu thập tài liệu và viết phương án.............................................24 1) Mục đích:..............................................................................................24 2) Nội dung và khối lượng:........................................................................25 3) Phương pháp tiến hành.........................................................................25 III. Công tác trắc địa......................................................................................25 Khối lượng công tác trắc địa được trình bày trong bảng sau:......................26 Bảng 1..........................................................................................................26 3. Công tác khoan thăm dò...........................................................................27 a) Mục đích...............................................................................................27 - Xác định địa tầng, chiều sâu mực nước dưới đất xuất hiện và ổn định. 27 - Lấy mẫu đất thí nghiệm trong phòng.....................................................27 Tổng số : Hố khoan tiêu chuẩn là 87 m. Hố xuyên là 81 m....................29 c) Chọn phương pháp khoan- thiết bị khoan:............................................29 +, Phương pháp khoan..............................................................................29 Dùng phương pháp khoan xoay lấy mẫu, bơm rửa bằng dung dịch sét bentônít......................................................................................................29 4. Công tác lấy mẫu thí nghiệm....................................................................31 a, Mục đích và ý nghĩa:.....................................................................31 - Mẫu đất dùng để thí nghiệm trong phòng bao gồm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất nền................................................................................31 b, Các loại mẫu, cách lấy và bảo quản.....................................................32 6. Công tác thí nghiệm trong phòng..............................................................33 7. Công tác thí nghiệm ngoài trời..................................................................36 8. Công tác chỉnh lý tài liệu và viết báo cáo..................................................42 a. Mục đích................................................................................................42 b. Nội dung, khối lượng công tác tiến hành...............................................42 c. Yêu cầu nội dung báo cáo:....................................................................42
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 h ọc “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 h ọc 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 . 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
CHƯƠNG I ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH. Trong giai đoạn nghiên cứu khả thi, sau khi đã thu thập đ ầy đủ tài li ệu thông tin từ nguồn tài liệu đã công bố. Các giai đoạn này công tác kh ảo sát ĐCCT sơ bộ đã tiến hành lập sơ bộ tài liệu thực t ế, kh ảo 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 c ư cao t ầng Ngô Tất Tố được xây dựng tại quận Bình Thạnh, thành ph ố Hồ Chí Minh. Địa hình khu vực xây dựng đã được san lấp tương đối b ằng ph ẳng, đ ộ 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, nh ững lớp có s ố 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 kh ả thi, thì địa tầng nền đất tại khu vực xây dựng bao gồm 6 lớp theo th ứ t ự trên xu ống dưới. * Mô đun tổng biến dạng xác định theo công thức: 1+ ε E0 = β a × mk , (kG/cm2) 1−2 E0 : Mô đun tổng biến dạng ( kG/cm2); β : hệ số có xét đến nở hông của đất, phụ thuộc vào từng loại đất; εo : 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, ph ụ 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 Nếu Is ≥ 0.75 thì lấy mk =1 Nếu Is ≤ 0.75 thì lấy theo bảng sau Loại mk ứng với εo đất 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95 1.05 Cát 4.0 4.0 3.5 3.0 2.0 - - pha Sét 5.0 5.0 4.5 4.0 3.0 2.5 2.0 pha Sét - - 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 b ảng 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 ch ảy. Chiều dày trung bình của lớp : 14,5m. Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 2 : STT Các chỉ tiêu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB 1 Độ ẩm tự nhiên W % 81,7 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 εo 2,22 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 1,28 12 Lực dính kết C kG/ cm2 0,065 13 Góc ma sát trong  độ 3 14 Hệ số nén lún a 1-2 cm2/kG 0,31 15 Sức chịu tải quy ước Ro kG/cm2 0,22 16 Môđun tổng biến dạng Eo kG/cm2 4,2 1+ ε *Mô đun tổng biến dạng: E0 = β a × m k , 1−2 Với β = 0,43 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 1 Độ ẩm tự nhiên W % 22,5 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 εo 0,722 6 Độ lỗ rỗng n % 41,9 7 Độ bão hoà G % 84,8 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 0,51 12 Lực dính kết C kG/ cm2 0,200 13 Góc ma sát trong  độ 18 14 Hệ số nén lún a 1-2 cm2/kG 0,024 15 Sức chịu tải quy ước Ro kG/cm2 1,7 16 Mô đun tổng biến dạng Eo kG/cm2 184,6 1+ ε *Mô đun tổng biến dạng: E0 = β a × m k , 1−2
Với β = 0,62 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 1 Độ ẩm tự nhiên W % 24,7 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 εo 0,737 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 0,09 12 Lực dính kết C kG/ cm2 0,35 13 Góc ma sát trong  độ 16 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 1+ ε *Mô đun tổng biến dạng: E0 = β a × m k , 1−2 Với β = 0,43 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 1 Độ ẩm tự nhiên W % 18,4 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 εo 0,688 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 0,63 12 Lực dính kết C kG/ cm2 0,073 13 Góc ma sát trong  độ 26 14 Hệ số nén lún a 1-2 cm2/kG 0,018 15 Sức chịu tải quy ước Ro kG/cm2 1,5 16 Mô đun tổng biến dạng Eo kG/cm2 229 1+ ε *Mô đun tổng biến dạng: E0 = β a × m k , 1−2 Với β = 0,74 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 ; 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 1 Độ ẩm tự nhiên W % 20,5 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 εo 0,673 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 0,28 12 Lực dính kết C kG/ cm2 0,40 13 Góc ma sát trong  độ 20 14 Hệ số nén lún a 1-2 cm2/kG 0,020 15 Sức chịu tải quy ước Ro kG/cm2 3 16 Mô đun tổng biến dạng Eo kG/cm2 228 1+ ε *Mô đun tổng biến dạng: E0 = β a × m k , 1−2
Với β = 0,62 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 mưa, nước mặt và nước sinh hoạt. Trong giai đoạn khảo sát s ơ b ộ ch ưa l ấy 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 s ử dụng sinh hoạt tương đối lớn, điều đó sễ dẫn đến sự phát triển nh ững 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 d ần các trạng thái vật lý của chúng, làm đất cố kết nhanh h ơn và cu ối cùng là b ị sụt lún mặt đất . Vì vậy chúng ta phải có biện pháp khai thác ngu ồn 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 đ ặc tr ưng k ỹ thuật của các lớp đất lại khác nhau, nhất là biến đổi về chi ều dày nên s ẽ 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 h ợp v ới công trình có tải trọng vừa và nhỏ.
- Lớp 6 có sức chịu tải tương đối lớn phù h ợp với công trình có t ải trọng vừa và lớn. 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 ch ất mỗi lo ại
công trình khác nhau thì sẽ phát sinh những vấn đề địa ch ất 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, qu ận 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. 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 th ể 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 ch ịu t ải nh ỏ. 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 chi ều 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 t ương đ ối 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. 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 c ốt thép dọc tr ục 4 thanh φ 22 loại thép CT5, thép đai φ 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 t ừ n ền thiên nhiên, đ ỉnh đài nằm dưới mặt đất 0,5m, như vậy chiều cao của đài H đ= 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.π.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 ph ạm vi mỗi lớp đất mà cọc đi qua và phần lực của đất nền ở mũi cọc phân bố đ ều trên diện tích tiết diện ngang của cọc. Sức chịu tải của cọc được xác đ ịnh theo công thức: pdn =0,7m(α1U ∑(τi li) +α2F.R), Trong đó: - m: hệ số điều kiện làm việc, trong trường hợp này lấy m = 1,0; - α1 : 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 α1 = 0,9; - α2 : hệ số kể đến ma sát giữa đất và cọc, lấy theo bảng ta đ ược α2 = 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/m 2), phụ thuộc vào loại đất, chiều sâu mũi cọc, lấy theo bảng 5 - 6 sách Nền và Móng v ới l 3 = 19m, Is = 0,51 ta có Ri = 177 T/m2; - li : Chiều dày lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua; - li τi : ma sát bên của lớp đất thứ i ở mặt bên của thân cọc, giá trị τi được trình bầy theo như sau: - l1 = 9m, Is = 1,28 ta có τ1 = 0,6 T/m2, - l2 = 17,5m, Is = 0,51 ta có τ1 = 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 = 39,9 ( = 36,1 T / m 2 ) ( 3d ) 2 (3 × 0,35) 2 P Diện tích đáy đài xác định theo công thức: Fđ = tt , Po − γ TB .hn Trong đó: P : Tải trọng của công trình trên 1 trụ; Ptto : áp lực tính toán; h : độ sâu đặt đáy đài; n : hệ số vượt tải , n = 1,1; γ TB: trọng lượng thể tích bình quân của đài và đất trên đài, ta chọn γ TB = 2,2(T/m3); Ptt: tải trọng tính toán xác định đến đỉnh đài, Ptt =280T; 280 Thay số vào công thức (III-3) ta được: Fđ = 36,1 − 2,2.2,0.1,1 = 8,96(m ) . 2 Ta chọn đáy đài hình vuông có diện tích là 9m2. *Xác định trọng lượng đài. áp dụng công thức: Pttđ= F.h.γ 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: P tt − Gd Nc = β , Ptt Trong đó:
β: Hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hưởng của tải trong ngang lấy β = 1,3; Gd : Trọng lượng của đài cọc và đất phủ trên đài (T), được tính như sau: Gd = Fsb .hd .γ tb = 8,96.2.2,2 = 39,4(T ) ; Thay số vào ta có: (280 − 39,4) Nc = 1,3× = 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 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 0,125m 5mm 1,2m 0,9m 1,2m 0,9m 3m 0,35 1,2m 0,35 0,125 mm 0,125m 1,2m 1,2m 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 ; 280 P0max = = 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 ph ần đất giữa các cọc là một móng khối quy ước, kích thước móng khối quy ước phụ thuộc vào góc mở α trong đó α đươc tính theo công thức : ϕtb α được tính theo công thức : α = 4 Diện tích đáy móng khối quy ước tính theo công thức Fqu =(Aq)2 Trong đó : Aq cạnh của móng khối quy ước : Aq= Ad + 2Ltg α Với Ad =3m ϕ tb : Góc ma sát trong trung bình của các lớp đất tính từ mũi cọc trở lên 2 ∑ϕ l 2 2 ϕ tb = 1= 2 2 = 10 0 30' ∑l 1= 2 2 10 0 30 ' α= = 2 o 34 ' 4 => tgα = 0,04 Trong đó : ϕTB 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 = Ptt + Gq, qu Gq: Trọng lượng của khối móng quy ước (T): Gq= Fqu. hq . q; q : khối lượng thể tích của khối móng quy ước q = 2,2 (T/m2); 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 qu = 280 + 810,9 = 1090,9 (T). Để đảm bảo móng cọc có khả năng chịu đ ược tác dụng của tải trọng công trình thì ứng suất tiêu chuẩn tại đáy móng kh ối quy ước, không được v- ượt quá áp lực của nền thiên nhiên. Tức là: tc  Rtc Trong đó: tc : ứng suất tính toán tại đáy móng khối quy ước; tc Σ Pqu 1090,9 δ tc = = = 56,4 ; Fqu 19,4 Rtc : áp lực tiêu chuẩn của đất nền tự nhiên; m1 .m2 R tc = ( Aγ 1 + Bγ 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; 1 : khối lượng thể tích trung bình của lớp đất d ưới đáy cọc(1 = 1,93T/m3); 2 : khối lượng thể tính trung bình của đất trên đáy cọc (1 = 1,47T/m3); 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 ϕ =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. ptt áp dụng công thức: τ= ≤ [] , u.h2 Trong đó: τ: ứng suất cắt cho phép của cọc; τ = Rbt = 1250 = 125(T / m 2 ) . 10 10 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 τ= = 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 ph ải tính được độ lún của công trình. Nhằm đánh giá mức độ nguy h ại 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: