Phân tích và lựa chọn phương án móng

CHƯƠNG 8 PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TÁC KHẢO SÁT Do không có hồ sơ địa chất tại nơi công trình được xây dựng nên việc thiết kế nền móng công trình dùng hồ sơ địa chất tương tự tại Lô 8 – khu đô thị An Phú – Quận 2 – Tp. Hồ Chí Minh do Công ty Đầu tư Phát triển Thủ Thiêm thực hiện Công tác khoan khảo sát được tiến hành với 02 lỗ khoan được ký hiệu là HK1 sâu 80 m HK2 sâu 80 m Công tác thí nghiệm được tiến hành với 80 mẫu đất nguyên dạng. Các mẫu đất nguyên dạng được lấy bằng ống thành mỏng và được ghi số thứ tự theo độ sâu của từng hố khoan, được bọc sáp và được bảo quản cẩn thận để giữ được độ ẩm và tính nguyên dạng của đất. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Từ kết quả khảo sát – khoan và thí nghiệm – có thể chia địa tầng địa chất của khu vực khảo sát như sau: 1. Lớp đất số 1: Bùn sét màu xám đen . Trạng thái chảy; Lớp đất số 1 xuất hiện tại các hố khoan ở độ sâu như sau: HK1: 0.58.9m HK2: 0.57.5m Bề dày trung bình: 7.7m; Các đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp như sau: Độ ẩm tự nhiên : W = 74%; Dung trọng tự nhiên ; gW =1.461 g/cm3 Dung trọng khô : gk =0.844 g/cm3 Lực dính đơn vị : C = 0.095 Kg/cm2 Góc ma sát trong : f =4025’ Bảng 8.1: Bảng giá trị xuyên têu chuẩn SPT TT Hố khoan Chiều sâu (m) Kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT N/15 cm N/15 cm N/15 cm N/30 cm NTB/30cm 1 HK1 1.2-1.65 <1 <1 2 3.2-3.65 <1 3 5.2-5.65 <1 4 7.2-7.65 <1 5 HK2 2.2-2.65 <1 6 4.2-4.65 <1 7 6.2-6.65 <1 2. Lớp đất số 2: Sét, sét pha lẫn sạn sỏi laterit màu xám nâu đỏ. Trạng thái dẻo cứng; Lớp đất số 2 xuất hiện tại các hố khoan ở độ sâu như sau: HK1: 8.912.8 m HK2:7.510.5 m Bề dày trung bình:3.5 m; Các đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp như sau: Độ ẩm tự nhiên : W = 25.1%; Dung trọng tự nhiên ; gW =1.931 g/cm3 Dung trọng khô : gk =1.543 g/cm3 Lực dính đơn vị : C = 0.286 Kg/cm2 Góc ma sát trong : f =12032’ Bảng 8.2: Bảng giá trị xuyên têu chuẩn SPT TT Hố khoan Chiều sâu (m) Kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT N/15 cm N/15 cm N/15 cm N/30 cm NTB/30cm 1 HK1 9.2-9.65 2 4 5 9 11 2 11.2-11.65 3 5 8 13 3 HK2 8.2-8.65 3 5 6 11 4 10.2-10.65 3 5 7 12 3. Lớp đất số3: Sét, sét pha xen kẹp màu xám đen đốm vàng. Trạng thái dẻo mềm; Lớp đất số 3 xuất hiện tại các hố khoan ở độ sâu như sau: HK1: 12.824.0 m HK2:10.524.5 m Bề dày trung bình:12.6 m; Các đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp như sau: Độ ẩm tự nhiên : W = 29.1%; Dung trọng tự nhiên ; gW =1.878 g/cm3 Dung trọng khô : gk =1.456 g/cm3 Lực dính đơn vị : C = 0.172 Kg/cm2 Góc ma sát trong : f =10027’ Bảng 8.3: Bảng giá trị xuyên têu chuẩn SPT TT Hố khoan Chiều sâu (m) Kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT N/15 cm N/15 cm N/15 cm N/30 cm NTB/30cm 1 HK1 13.2-13.65 2 2 3 5 7 2 15.2-15.65 2 3 3 6 3 17.2-17.65 2 2 2 4 4 19.2-19.65 2 2 3 5 5 21.0-21.65 3 4 6 10 7 6 23.2-23.65 4 5 8 13 7 HK2 12.2-12.65 2 4 6 10 8 14.2-14.65 2 3 4 7 9 16.2-16.65 2 3 3 6 10 18.2-18.65 2 2 2 4 11 20.2-20.65 2 3 5 8 12 22.2-22.65 2 3 5 8 13 24.2-24.65 3 5 4 9` 4. Lớp đất số4: Cát mịn đến thô lẫn ít bột sét, sỏi nhỏ màu vàng, xám vàng. Trạng thái chặt vừa; Lớp đất số 4xuất hiện tại các hố khoan ở độ sâu như sau: HK1: 32.524.0 m HK2:37.024.5 m Bề dày trung bình:12.6 m; Các đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp như sau: Độ ẩm tự nhiên : W = 23.5%; Dung trọng tự nhiên ; gW =1.947 g/cm3 Dung trọng khô : gk =1.577 g/cm3 Lực dính đơn vị : C = 0.027 Kg/cm2 Góc ma sát trong : f =28025’ Bảng 8.4: Bảng giá trị xuyên têu chuẩn SPT TT Hố khoan Chiều sâu (m) Kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT N/15 cm N/15 cm N/15 cm N/30 cm NTB/30cm 1 HK1 25.2-25.65 5 7 9 16 16 2 27.2-27.65 6 7 8 15 3 29.2-29.65 4 6 10 16 4 31.2-31.65 6 11 13 24 5 HK2 26.2-26.65 2 3 5 8 6 28.2-28.65 3 5 7 12 7 30.2-30.65 4 5 6 11 8 32.2-32.65 5 7 9 16 9 34.2-34.65 6 8 11 19 10 36.2-36.65 7 9 13 22 5. Lớp đất số5: Sét ph màu xám vàng. Trạng thái dẻo cứng; Lớp đất số 5: xuất hiện tại các hố khoan ở độ sâu như sau: HK1: 32.537.4 m HK2:37.038.3 m Bề dày trung bình:3.1 m; Các đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp như sau: Độ ẩm tự nhiên : W = 24.7%; Dung trọng tự nhiên ; gW =1.929 g/cm3 Dung trọng khô : gk =1.547 g/cm3 Lực dính đơn vị : C = 0.236Kg/cm2 Góc ma sát trong : f =13032’ Bảng 8.5: Bảng giá trị xuyên têu chuẩn SPT TT Hố khoan Chiều sâu (m) Kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT N/15 cm N/15 cm N/15 cm N/30 cm NTB/30cm 1 HK1 33.2-33.65 3 5 7 12 12 2 35.2-35.65 4 5 6 11 3 37.2-37.65 3 4 5 9 4 HK2 38.2-38.65 4 6 9 15 6. Lớp đất số6: Cát mịn thô xen kẹp lẫn bột ít sét màu xám vàng, xám nâu, nâu vàng. Trạng thái chặt vừa. Lớp đất số 6: xuất hiện tại các hố khoan ở độ sâu như sau: HK1: 37.456.0 m HK2:38.363.8 m Bề dày trung bình:22.0 m; Các đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp như sau: Độ ẩm tự nhiên : W = 23.0%; Dung trọng tự nhiên ; gW =1.952 g/cm3 Dung trọng khô : gk =1.587 g/cm3 Lực dính đơn vị : C = 0.031Kg/cm2 Góc ma sát trong : f =27027’ Bảng 8.6: Bảng giá trị xuyên têu chuẩn SPT TT Hố khoan Chiều sâu (m) Kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT N/15 cm N/15 cm N/15 cm N/30 cm NTB/30cm 1 HK1 39.2-39.65 2 3 5 8 17 2 41.2-41.65 3 5 6 11 3 43.2-43.65 4 5 7 12 4 45.2-45.65 3 5 8 13 5 47.2-47.65 5 7 9 16 6 49.2-49.65 6 9 11 20 7 51.2-51.65 5 7 12 19 8 53.2-53.65 5 7 9 12 9 55.2-5.65 5 7 10 17 10 HK2 40.2-40.65 3 5 8 13 11 42.2-42.65 5 7 9 16 12 44.2-44.65 5 7 8 15 13 46.2-46.65 4 7 10 17 14 48.2-48.65 6 8 12 20 15 50.2-50.65 5 8 11 19 16 52.2-52.65 6 10 13 23 17 54.2-54.65 5 8 12 20 18 56.2-56.65 5 9 12 21 19 58.2-58.65 6 9 10 19 20 60.2-60.65 6 9 12 21 21 62.2-62.65 5 8 11 19 7. Lớp đất số7: Cát mịn trung xen kẽ lẫn ít bột màu nâu đỏ xám vàng. Trạng thái chặt vừa. Lớp đất số 7: xuất hiện tại các hố khoan ở độ sâu như sau: HK1: 56.065.5 m HK2:63.868.5 m Bề dày trung bình:7.1 m; Các đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp như sau: Độ ẩm tự nhiên : W = 22.7%; Dung trọng tự nhiên ; gW =1.968 g/cm3 Dung trọng khô : gk =1.604 g/cm3 Lực dính đơn vị : C = 0.031Kg/cm2 Góc ma sát trong : f =29037’ Bảng 8.7: Bảng giá trị xuyên têu chuẩn SPT TT Hố khoan Chiều sâu (m) Kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT N/15 cm N/15 cm N/15 cm N/30 cm NTB/30cm 1 HK1 57.2-57.65 6 8 11 19 20 2 59.2-59.65 7 10 13 23 3 61.2-61.65 6 9 13 21 4 63.2-63.65 7 11 13 24 5 65.2-65.65 8 10 14 24 6 HK2 64.2-64.65 4 7 8 15 7 66.2-66.65 5 7 9 16 8 68.2-68.65 5 7 8 15 8. Lớp đất số8: Cát trung thô lẫn ít bột sỏi nhỏ màu nâu đỏ xám vàng. Trạng thía chặt vừa đến chặt.; Lớp đất số 8 xuất hiện tại các hố khoan ở độ sâu như sau: HK1: 65.580.0 m HK2:68.580.0 m Bề dày trung bình:13.0 m; Các đặc trưng cơ lý chủ yếu của lớp như sau: Độ ẩm tự nhiên : W = 20.7%; Dung trọng tự nhiên ; gW =1.998 g/cm3 Dung trọng khô : gk =1.656 g/cm3 Lực dính đơn vị : C = 0.039Kg/cm2 Góc ma sát trong : f =30029’ Bảng 8.8: Bảng giá trị xuyên têu chuẩn SPT TT Hố khoan Chiều sâu (m) Kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT N/15 cm N/15 cm N/15 cm N/30 cm NTB/30cm 1 HK1 67.2-67.65 6 10 13 23 25 2 69.2-69.65 5 9 11 20 3 71.2-71.65 7 10 12 22 4 73.2-73.65 6 12 14 26 5 75.2-75.65 7 11 14 25 6 77.2-77.65 7 13 15 28 7 80.2-80.45 9 14 17 31 8 HK2 70.2-70.65 6 8 10 18 9 72.2-72.65 5 8 12 20 10 74.2-74.65 6 9 11 20 11 76.2-76.65 5 10 13 23 12 78.2-78.65 9 15 18 33 13 80.2-80.45 10 17 19 36 Hình 8.1: Mặt cắt địa chất qua các hố khoan PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG Trong thiết kế nhà cao tầng, không chỉ việc chọn lựa kết cấu chịu lực chính bên trên, là quan trọng, mà các giải pháp về nền móng bên dưới cũng được quan tâm không kém. Sự lựa chọn kiểu móng có ý nghĩa quyết định đối với toàn bộ công trình và phải xét đến nhiều nhân tố như: điều kiện địa chất nền, tính khả thi về mặt kỹ thuật, về mặt an toàn, về tốc độ thi công nhanh, về môi trường và kinh tế … Do đặc điểm của nhà cao tầng là cao, nên tải trọng đứng lớn và tập trung, mặt khác trọng tâm công trình cách mặt đất đáng kể, nên rất nhạy đối với nghiêng lệch. Khi chịu tác động của tải trọng ngang, sẽ sinh ra mômen lật cực lớn. Vì vậy, chọn giải pháp móng sâu, cụ thể là móng cọc cho nhà cao tầng là rất hợp lý. Tính ưu việt của móng cọc không những có khả năng chịu tải lớn, khả năng chống chịu những tải trọng phức tạp, cũng như tính thích ứng đối với các điều kiện địa chất của nền khác nhau rất tốt. Ngoài ra, nó còn hạn chế được biến dạng lún, biến dạng không đồng đều của đất nền, cũng như đảm bảo ổn định cho công trình khi có tải trọng ngang tác dụng, và thi công nhanh. Tuy nhiên, không hẳn lúc nào dùng móng cọc cũng là tối ưu, mà ngược lại, khi ứng dụng không đúng chỗ, có thể gây lãng phí và nguy hiểm cho công trình. Chẳng hạn, nếu lớp đất bên trên tương đối tốt, còn bên dưới là lớp đất yếu, thì khi sử dụng phương án móng cọc có thể làm cho lớp đất bên trên bị phá hoại, lớp bên dưới sẽ phát sinh biến dạng phụ, gây nguy hiểm đến điều kiện làm việc của công trình. Do vậy, địa tầng khu vực xây dựng tương đối tốt. Đặc biệt lớp đất cát, trạng thái chặt và có chiều dày lớn trên 25 m, là lớp đất tốt nhất trong nền, thích hợp cho phương án móng cọc. Do đó, trong phạm vi đồ án, chọn phương án móng cọc khoan nhồi cho công trình.