Tổng quan thống kê số liệu địa chất

PHẦN III: NỀN-MÓNG CHƯƠNG 7: THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT ---------------–¯—---------------- I. MỞ ĐẦU -Khảo sát địa chất công trình phục vụ cho việc thiết kế xây dựng công trình: CHUNG CƯ CAO TẦNG, 153-161 LƯƠNG NHỮ HỌC-P.11-Q.5 -Khối lượng khảo sát gồm 2 hố khoan, ký hiệu HK1 và HK2, các hố khoan có độ sâu như nhau là 30 m, tổng độ sâu đã khoan là 60 m với 30 mẫu đất nguyên dạng, mẫu đất nguyên dạng dùng để thâm dò địa tầng và thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của các lớp đất. CẮT ĐỊA CHẤT MẶT CÔNG TRÌNH II. CẤU TẠO ĐỊA CHẤT Từ mặt đất hiện hữu đến độ sâu đã khảo sát là 30 m, nền đất tại đây được cấu tạo bởi 6 lớp đất, theo từ trên xuống dưới như sau: 1/.Lớp đất 1 Bột hữu cơ (OH),dẻo cao , chảy ; có bề dày tại HK1 = 3,8m và HK2 = 3,7m với các tính chất cơ lý như sau: -Độ ẩm( W ) : W = 72,5(%) -Dung trọng tự nhiên (g ): g= 1,5 (g/cm3) -Dung trọng đẩy nổi (g’ ): = 0,87( g/cm3) -Hệ số rỗng ban đầu (ε0 ): ε0 = 1,969 -Tỷ trọng ( Δ ) Δ = 2.58 -Độ bảo hịa ( Go ) Go= 95( %) -Giới hản chảy ( LL ) LL = 63.2 (%) -Giới hản dẻo ( PL ) PL = 32.8( %) -Chỉ số dẻo ( PI ) PI = 30.4 (%) -Độ sệt ( B ) B = 1.31 -Lực dính đơn vị: C = 0,055 (kG/cm2) -Góc ma sát trong: = 3054’ 2/.Lớp đất 2 Sét chứa cát ( CL ), nứa cứng ; có bề dày tại HK1 = 3.1m, HK2 = 4.1m với các tính chất cơ lý như sau: -Độ ẩm( W ) : W = 25.5(%) -Dung trọng tự nhiên (g ): g= 1,95 (g/cm3) -Dung trọng đẩy nổi (g’ ): = 1.55 ( g/cm3) -Hệ số rỗng ban đầu (ε0 ): ε0 = 0.741 -Tỷ trọng ( Δ ) Δ = 2.7 -Độ bảo hịa ( Go ) Go= 92( %) -Giới hản chảy ( LL ) LL = 41.4 (%) -Giới hản dẻo ( PL ) PL = 22.4( %) -Chỉ số dẻo ( PI ) PI = 19.0 (%) -Độ sệt ( B ) B = 0.16 -Lực dính đơn vị: C = 0.207 (kG/cm2) -Góc ma sát trong: = 17089’ 3/.Lớp đất 3 Sét cát ( SC ), chặt vừa , bề dày tại HK1 = 4.2 m, HK2 = 4.2m, với các tính chất cơ lý như sau: -Độ ẩm( W ) : W = 21.7(%) -Dung trọng tự nhiên (g ): g= 1.95 (g/cm3) -Dung trọng đẩy nổi (g’ ): = 1.6( g/cm3) -Hệ số rỗng ban đầu (ε0 ): ε0 = 0.674 -Tỷ trọng ( Δ ) Δ = 2.69 -Độ bảo hịa ( Go ) Go= 87( %) -Giới hản chảy ( LL ) LL = 29.3 (%) -Giới hản dẻo ( PL ) PL = 18.0( %) -Chỉ số dẻo ( PI ) PI = 11.3 (%) -Độ sệt ( B ) B = 0.34 -Lực dính đơn vị: C = 0,168(kG/cm2) -Góc ma sát trong: = 19031’ 4/.Lớp đất 4 Cát sét , bột (SC-SM) – trạng thái chặt vừa, với các tính chất cơ lý như sau: -Độ ẩm( W ) : W = 20.2(%) -Dung trọng tự nhiên (g ): g= 1.97 (g/cm3) -Dung trọng đẩy nổi (g’ ): = 1.64 ( g/cm3) -Hệ số rỗng ban đầu (ε0 ): ε0 = 0.631 -Tỷ trọng ( Δ ) Δ = 2.67 -Độ bảo hịa ( Go ) Go= 85( %) -Giới hản chảy ( LL ) LL = 23.1 (%) -Giới hản dẻo ( PL ) PL = 17.9( %) -Chỉ số dẻo ( PI ) PI = 5.2 (%) -Độ sệt ( B ) B = 0.44 -Lực dính đơn vị: C = 0.091 (kG/cm2) -Góc ma sát trong: = 22071’ 5/.Lớp đất 5 Cát cấp phối tốt chứa bột (SW-SM) – trạng thái chặt vừa, với các tính chất cơ lý như sau: -Độ ẩm( W ) : W = 19.1(%) -Dung trọng tự nhiên (g ): g= 1.96 (g/cm3) -Dung trọng đẩy nổi (g’ ): = 1.65 ( g/cm3) -Hệ số rỗng ban đầu (ε0 ): ε0 = 0.613 -Tỷ trọng ( Δ ) Δ = 2.66 -Độ bảo hịa ( Go ) Go= 83 ( %) -Giới hản chảy ( LL ) LL = // (%) -Giới hản dẻo ( PL ) PL = // ( %) -Chỉ số dẻo ( PI ) PI = // (%) -Độ sệt ( B ) B = // -Lực dính đơn vị: C = 0.078 (kG/cm2) -Góc ma sát trong: = 28078’ 6/.Lớp đất 6 Cát sét , bột (SC-SM) – trạng thái chặt vừa, với các tính chất cơ lý như sau: -Độ ẩm( W ) : W = 19.3(%) -Dung trọng tự nhiên (g ): g= 1.96 (g/cm3) -Dung trọng đẩy nổi (g’ ): = 1.65 ( g/cm3) -Hệ số rỗng ban đầu (ε0 ): ε0 = 19.3 -Tỷ trọng ( Δ ) Δ = 2.67 -Độ bảo hịa ( Go ) Go= 83( %) -Giới hản chảy ( LL ) LL = 22.4 (%) -Giới hản dẻo ( PL ) PL = 17.7( %) -Chỉ số dẻo ( PI ) PI = 4.7(%) -Độ sệt ( B ) B = 0.33 -Lực dính đơn vị: C = 0.095 (kG/cm2) -Góc ma sát trong: = 23055’ Trong phạm vi khảo sát địa tầng chấm dứt ở đây. III. TÍNH CHẤT CƠ LÝ VÀ ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN Tính chất vật lý và cơ học của các lớp đất được xác định theo tiêu chuẩn của ASTM và phân loại theo hệ thống phân loại thống nhất, được thống kê trong “ Bảng tính chất cơ lý các lớp đất”. IV. KẾT LUẬN Tuỳ theo tải trọng của công trình, người thiết kế cần kết hợp với số liệu địa chất của từng hố khoan để tính toán, lựa chọn giải pháp nền móng thích hợp và an toàn. Công tác khoan khảo sát địa chất công trình CHUNG CƯ CAO TẦNG :153-161 LƯƠNG NHỮ HỌC –P.11-Q.5 cho thấy nền đất tại đây có cấu tạo địa chất như sau: Bề dày lớp đất tại các hố khoan (m) Lớp đất Hố khoan HK1 HK2 1 3.8 3.7 2 3.1 4.1 3 4.2 4.2 4 9.8 7.8 5 3.0 3.7 6 5.5 5.8 Lớp đất Độ ẩm W% Dung trọng(g/cm3) Tỉ trọng hạt Độ bão hoà Go% Độ rỗng n% Hệ số rỗng Giới hạn Atterberg Độ sệt B Lực dính C kG/cm2 Góc ma sát trong Ướt Khô Đẩy nổi GH nhão Wnh GH dẻo Wd Chỉ số dẻo A Lớp 1 72.5 1.5 0.87 2.58 95 66 1.969 63.2 32.8 30.4 1.31 0.055 3054’ Lớp 2 25.5 1.95 1.55 2.7 92 42 0.741 41.4 22.4 19 0.16 0.207 17089’ Lớp 3 21.7 1.95 1.6 2.69 87 40 0.674 29.3 18 11.3 0.34 0.168 19031’ Lớp 4 20.2 1.97 1.64 2.67 85 38 0.631 23.1 17.9 5.2 0.44 0.091 22071’ Lớp 5 19.1 1.96 1.65 2.66 83 38 0.613 0.078 28078’ Lớp 6 19.3 1.96 1.65 2.67 83 38 0.623 22.4 17.7 4.7 0.33 0.095 23055’ Để cĩ thể tính lún cho nền ta quy đổi ao thành mođun biến dảng Eo theo cơng thức sau : Eo= m Eotn Eotn= Sau đĩ Eotn được hiệu chỉnh bằng cách nhân them cho hệ số m theo biểu đồ ARIWEB. Trong đĩ : = 0.8 ao: được lấy trong đọan áp lực nén từ 100200 (kpa) m: phụ thuộc vào hệ số rỗng εo. Kế quả được trình bày trong bảng sau: Ký hiệu Hệ số m EoTN (KG/cm2) Eo (KG/cm2) L1 L2 L3 L4 1.969 0.741 0.674 0.631 2.5 4.1 4.0 4.2 2.9 37.97 47.58 61.65 7.25 155.677 190.32 259 IV.CHỌN PHƯƠNG ÁN MĨNG: Trong pham vi đồ án này làm 2 phương án mĩng đĩ là cọc ép bê tơng cốt thép và cọc khoan nhồi. Sau đây là một số ưu khuyết điểm của từng loại cọc. a.Coc ép bêtơng cốt thép: Cọc ép bê tông cốt thép được thiết kế chủ yếu cho các công trình dân dụng và công nghiệp. Đối với việc xây dựng nhà cao tầng ở Thành phố Hồ Chí Minh trong điều kiện xây chen, khả năng áp dụng cọc ép tương đối phổ biến cọc ép có các ưu khuyết điểm sau: + Ưu điểm: Có khả năng chịu tải lớn, sức chịu tải của cọc ép với đường kính lớn và chiều sâu lớn có thể chịu tải hàng vài trăm tấn. Không gây ảnh hưởng chấn động đối với các công trình xung quanh, thích hợp với việc xây chen ở các đô thị lớn, khắc phục các nhược điểm của cọc đóng khi thi công trong điều kiện này. Giá thành rẻ so với phương án móng cọc khác. Công nghệ thi công cọc không đòi hỏi kỹ thuật cao. + Khuyết điểm: - Cọc ép sử dụng lực ép tĩnh để ép cọc xuống đất, do đó chỉ thi công được trong những loại đất như sét mềm, sét pha cát. Đối với những loại đất như sét cứng, cát có chiều dày lớn thì không thể thi công được. b.Cọc khoan nhồi: -Phạm vi sử dụng: - Cọc nhồi là loại cọc được đổ bê tông tại chỗ và thi công bằng các phương pháp khác nhau tùy theo yêu cầu truyền tải của công trình . - Cọc nhồi được sử dụng rộng rãi trong các ngành cầu đường, trong các công trình thủy lợi, trong những công trình dân dụng và công nghiệp. Đối với việc xây dựng nhà cao tầng ở các đô thị lớn trong điều kiện xây chen, khả năng áp dụng cọc khoan nhồi đã được phát triển và có những tiến bộ đáng kể. Những ưu, khuyết điểm của cọc khoan nhồi: - Những ưu điểm chính cần phát huy triệt để: - Có khả năng chịu tải lớn. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi với đường kính lớn và chiều sâu lớn có thể đạt đến ngàn tấn. - Không gây ra ảnh hưởng chấn động đối với các công trình xung quanh, thích hợp với việc xây chen ở các đô thị lớn, khắc phục được các nhược điểm của các loại cọc đóng khi thi công trong điều kiện này. - Có khả năng mở rộng đường kính và chiều dài cọc đến mức tối đa. Hiện nay có thể sử dụng loại đường kính cọc khoan nhồi từ 60cm đến 250cm hoặc lớn hơn. Chiều sâu cọc khoan nhồi có thể hạ đến độ sâu 100m. - Lượng cốt thép bố trí trong cọc khoan nhồi thướng ít hơn so với cọc đóng (đối với cọc đài thấp). -Có khả năng thi công cọc khi qua các lớp đất cứng nằm xen kẽ. - Những nhược điểm chủ yếu: - Giá thành phần nền móng thường cao hơn khi so sánh với các phương án móng cọc khác như cọc ép và cọc đóng. - Theo tổng kết sơ bộ, đối với các công trình nhà cao tầng không lớn lắm (dưới 12 tầng), kinh phí xây dựng nền móng thường lớn hơn 2 - 2.5 lần khi so sánh với các cọc ép. Tuy nhiên, nếu số lượng tầng lớn hơn, tải trọng công trình đòi hỏi lớn hơn, lúc đó giải pháp cọc khoan nhồi lại trở thành giải pháp hợp lý. - Công nghệ thi công đòi hỏi kỹ thuật cao, để tránh các hiện tượng phân tầng (có lỗ hổng trong bê tông) khi thi công đổ bê tông dưới nước có áp, có dòng thấm lớn hoặc đi qua các lớp đất yếu có chiều dày lớn (các loại bùn, các loại cát nhỏ, cát bụi bão hoà thấm nước). -Biện pháp kiểm tra chất lượng bê tông trong cọc thường phức tạp gây nhiều tốn kém trong quá trình thực thi. - Việc khối lượng bê tông thất thoát trong quá trình thi công do thành lỗ khoan không bảo đảm và dễ bị sập cũng như việc nạo vét ở đáy lỗ khoan trước khi đổ bê tông dễ gây ra ảnh hưởng xấu đối với chất lượng thi công cọc. Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép do công nghệ khoan tạo lỗ .