Số liệu địa chất công trình toà nhà Sài Gòn công thương

PHẦN III NỀN MÓNG Khối lượng (50%) GVHD:ThS. TRƯƠNG QUANG THÀNH CHƯƠNG I : SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ¾™˜¾ CÔNG TRÌNH: TOÀ NHÀ SÀI GÒN CÔNG THƯƠNG I. GIỚI THIỆU ĐỊA CHẤT TẠI NƠI XÂY DỰNG I.1. MỞ ĐẦU Công tác khoan khảo sát địa chất phục vụ cho việc thiết kế kỹ thuật công trình được thực hiện với khối lượng gồm 3 hố khoan, mỗi hố sâu 24 m. Tổng độ sâu đã khoan là 63 m và 29 mẫu đất nguyên dạng dùng để thăm dò địa tầng và thí nghiệm xác định các chỉ tiêu kỹ thuật của đất. I.2. PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT VÀ THÍ NGHIỆM ĐẤT I.2.1. Công tác khảo sát ngoài hiện trường Dụng cụ khoan: Phương pháp khoan rửa với dụng cụ gồm: - Một máy khoan hiệu Acker và các trang thiết bị. - Máy bơm ly tâm. - Ống thép mở lổ đường kính trong 110 mm - Ống lấy mẫu là một ống vách mỏng miệng vạt bén từ ngoài vào có đường kính trong 74 mm, dài 600 mm. Dụng cụ xuyên tiêu chuẩu SPT: - Bộ phận xuyên tiêu chuẩn SPT là một ống chẻ đôi chiều dài từ 550 mm (22’), đường kính ngoài 51 mm (2’ ), đường kính trong 35 mm (1’3/8). Mũi xuyên là bộ phận rời được ráp vào ống bằng răng, mũi xuyên dài 76mm (3’), miệng ống vạt bén từ ngoài vào trong có đường kính bằng đường kính ống chẻ đôi. - Tạ nặng 63.5 kg (140 1b) - Tầm rơi tự do 76 cm. - Hiệp đóng: 3 lần315 cm ( N là tổng số của 2 lần đóng về sau). I.2.2. Phương pháp thí nghiệm đất trong phòng Các mẫu đất được thí nghiệm trong phòng theo tiêu chuẩn ASTM (American Society for Testing Material) và phân loại theo phương pháp phân loại thống nhất USCS (Unified Soil Classification System), trong mỗi mẫu đất mỗi chỉ tiêu vật lý được thí nghiệm hai lần song song, giữa hai lần không vượt quá sai số cho phép, các chỉ tiêu làm thí nghiệm như sau: -Thành phần được xác định bằng phương pháp rây có rửa nước kết hợp với phương pháp tỷ trọng kế. Các đường cong thành phần hạt biểu diễn dưới dạng tích phân theo tỷ lệ nửa logarite. - Độ ẩm tự nhiên của đất W% xác định bằng cách sấy khô mẫu đất ở nhiệt độ100-105O C, cho đến khi tổn thất khối lượng không thay đổi. - Tỷ trọng của đất Δ xác định bằng phương pháp hút chân không. - Dung trọng tự nhiên của đất gw (g/cm3) xác định bằng phương pháp dùng dao vòng đối với những loại đất sét, sét cát, cát hạt nhỏ (nghĩa là những mẫu đất cắt được bằng dao vòng), dùng phương pháp đo trực tiếp cho những mẫu đất chứa nhiều sỏi sạn không cắt bằng dao vòng được. - Giới hạn nhão của đất Wnh(WL) được xác định bằng phương pháp Cassagrande. - Giới hạn dẻo của đất Wd (WP) được xác định cách lăn đất thành dây. - Hệ số thấm K = cm/sec được xác định bằng hộp thấm. -Lực dính đơn vị C =kG/cm2 và góc ma sát trong w (độ) của đất được xác định bằng phương pháp cắt nhanh trực tiếp bằng máy cắt nhanh ứng biến, sơ đồ biểu diển dưới dạng đường thẳng qua 3 điểm liên hệ giữa lực cắt t (kG/cm2) và tải trọng P tương ứng. - Hệ số nén lún của đất av (cm2/kG) được xác định bằng phương pháp nén không nở hông ở trạng thái bảo hòa nước đối với đất ở kết cấu nguyên dạng, sơ đồ biểu diển dưới dạng đường cong nén chặt giữa hệ số rỗng và tải trọng tương ứng.Trong phương pháp này giai đoạn cố kết biểu diễn theo sơ đồ Cassagrande và Taylor. - Phương pháp nén nở hông (nén đơn) xác định sức chịu tải nén đơn QU = kG/cm2 - Ngoài các chỉ tiêu làm thí nghiệm trên, các chỉ tiêu khác như: Dung trọng khô, dung trọng đẩy nổi, độ bảo hòa nước, độ rỗng, chỉ số dẻo, chỉ số độ sệt, hệ số rỗng, Module biến dạng … dùng các công thức theo tiêu chuẩn xây dựng hiện hành để tính toán. I.3. CẤU TẠO ĐỊA CHẤT I.3.1. Lớp đất số 1 Bùn sét hữu cơ, trạng thái nhão. Lớp đất số 1 có bề dầy 6m. I.3.2. Lớp đất số 2 Đất sét lẫn bột, trạng thái dẻo cứng . Lớp số 2 có bề dầy 12m. I.3.3. Lớp đất số 3 Cát mịn lẫn bột, ít sét, trạng thái chặt vừa. Lớp số 3 có bề dầy rất lớn, ở đây ta chỉ khoan thăm dò khoảng 8m. I.4. ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN Mực nước ngầm nằm trong tầng bùn sét hữu cơ, trạng thái nhão (lớp số 1) ở đô sâu 1.5m tại thời điểm khảo sát. Mực nước này sẽ thay đổi vào mùa khô. I.5. TÍNH CHẤT CƠ LÝ CÁC LỚP ĐẤT Tính chất vật lý và cơ học của các lớp đất trong khu vực khảo sát được thống kê trong bảng “ Tính chất cơ lý các lớp đất” sau đây: II. XỬ LÝ THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT II.1. XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ II.2.1. Xác định các chỉ tiêu cơ lý c, j, g 1. Lớp đất thứ nhất 1.1. Xác định dung trọng g 1.1.1. Đối với dung trọng tự nhiên: * Dung trọng tiêu chuẩn: n gi g g-gi (g-gi)2 1 1.382 1.369 0.013 0.000169 2 1.395 1.369 0.026 0.000676 3 1.389 1.369 0.020 0.00040 4 1.350 1.369 -0.190 0.000361 5 1.329 1.369 -0.040 0.0016 S 6.845 6.845 -0.171 0.003206 * Dung trọng tính toán: Độ lệch quân phương: Sai số: * Khi tính nền theo TTGH I: Ứng với n = 5-1 = 4 => a=0 .95 =>ta = 2.13 gttI = gtc ± * Khi tính nền theo TTGH II : Ứng với n = 5-1 = 4 => a = 0.85 =>ta = 1.19 gttII = gtc ± 1.1.2. Đối với dung trọng ở trạng thái khô: * Dung trọng tiêu chuẩn: n gi g g-gi (g-gi)2 1 0.697 0.698 0.001 0.000001 2 0.720 0.698 -0.022 0.000484 3 0.687 0.698 0.011 0.000121 4 0.667 0.698 0.031 0.000961 5 0.721 0.698 -0.023 0.000529 S 3.492 3.490 -0.002 0.002096 * Dung trọng tính toán: Độ lệch quân phương: Sai số: * Khi tính nền theo TTGH I: Ứng với n = 5-1 = 4 => a = 0.95 => ta = 2.13 gttI = gtc ± * Khi tính nền theo TTGH II: Ứng với n = 5-1 = 4 => a = 0.85 => ta = 1.19 gttII = gtc ± 1.2. Xác định các chỉ tiêu c, j Ở đây có 3 hố khoan, có 3 lớp đất. Lớp đất thứ 1 có tất cả 5 mẫu, mỗi mẫu nén ở 3 cấp áp lực. Vậy có tất cả 5 *3 trị số thí nghiệm ,thực hiện các tính toán phụ: N pi ti ctc tgjtc pi2 ti * pi (pi*tgjtc+ ctc-ti)2 1 0.2 0.096 0.084 0.060 0.04 0.0192 0 2 0.3 0.102 0.084 0.060 0.09 0.0306 0 3 0.4 0.108 0.084 0.060 0.16 0.0432 0 4 0.2 0.091 0.07 0.064 0.04 0.0182 0.000067 5 0.3 0.104 0.07 0.064 0.09 0.0312 0.000219 6 0.4 0.109 0.07 0.064 0.16 0.0436 0.000179 7 0.2 0.085 0.080 0.052 0.04 0.008 0.000029 8 0.3 0.095 0.080 0.052 0.09 0.027 0.00000036 9 0.4 0.105 0.080 0.052 0.16 0.064 0.0000176 10 0.2 0.090 0.085 0.057 0.04 0.018 0.0000409 11 0.3 0.098 0.085 0.057 0.09 0.029 0.0000168 12 0.4 0.107 0.085 0.057 0.16 0.043 0.00000064 13 0.2 0.096 0.09 0.067 0.04 0.019 0.0000548 14 0.3 0.103 0.09 0.067 0.09 0.031 0.0000504 15 0.4 0.109 0.09 0.067 0.16 0.044 0.0000608 S 4.5 1.498 1.45 0.469 0.000736 * Giá trị tiêu chuẩn của c, j: D = 15*=15 *1.45 -4.52=1.5 (kG/cm2) Þ jtc = 11.090 = 110 5’ * Giá trị tính toán của c, j: (kG/cm2) (kG/cm2) (kG/cm2) *Khi tính nền theo TTGH I: * Lấy a = 0.95 ; n-2 = 15-2 = 13 => ta = 1.77 *Khi tính nền theo TTGH II: Lấy a = 0.85 ; n-2 = 15-2 = 13 => ta = 1.08 2. Lớp đất thứ hai 2.1. Xác định dung trọng g 2.1.1. Đối với dung trọng tự nhiên: * Dung trọng tiêu chuẩn: N gi g g-gi (g-gi)2 1 1.962 1.953 -0.009 0.000081 2 1.981 1.953 -0.028 0.000784 3 1.961 1.953 -0.008 0.000064 4 1.918 1.953 0.035 0.001225 5 1.929 1.953 0.024 0.000576 6 1.960 1.953 -0.007 0.000049 7 1.967 1.953 -0.014 0.000196 8 1.929 1.953 0.024 0.000576 9 1.980 1.953 -0.027 0.000729 10 1.968 1.953 -0.015 0.000225 11 1.928 1.953 0.025 0.000625 12 1.961 1.953 -0.008 0.000064 13 1.986 1.953 -0.033 0.001089 14 1.928 1.953 0.025 0.000625 15 1.986 1.953 -0.033 0.001089 16 1.923 1.953 0.03 0.0009 17 1.941 1.953 -0.190 0.0361 18 1.940 1.953 0.013 0.000169 S 35.148 35.148 0.006 0.045166 * Dùng trọng tính toán: Độ lệch quân phương: Sai số: * Khi tính nền theo TTGH I: Ứng với n = 18-1 = 17 => a=0 .95 =>ta = 1.74 gttI = gtc ± * Khi tính nền theo TTGH II : Ứng với n = 18-1 = 17 => a = 0.85 =>ta = 1.07 gttII = gtc ± 1.1.2. Đối với dung trọng ở trạng thái khô: * Dung trọng tiêu chuẩn: N gi g g-gi (g-gi)2 1 1.571 1.565 -0.006 0.000036 2 1.607 1.565 -0.042 0.001764 3 1.565 1.565 0 0 4 1.521 1.565 0.044 0.001936 5 1.513 1.565 0.052 0.002704 6 1.543 1.565 0.022 0.000484 7 1.565 1.565 0 0 8 1.542 1.565 0.023 0.000529 9 1.622 1.565 -0.057 0.003249 10 1.556 1.565 0.009 8.1E-05 11 1.537 1.565 0.028 0.000784 12 1.597 1.565 -0.032 0.001024 13 1.615 1.565 -0.05 0.0025 14 1.525 1.565 0.04 0.0016 15 1.622 1.565 -0.057 0.003249 16 1.537 1.565 0.028 0.000784 17 1.564 1.565 0.001 1E-06 18 1.559 1.565 0.006 0.000036 S 28.161 28.161 0.009 0.020761 * Dung trọng tính toán: Độ lệch quân phương: Sai số: * Khi tính nền theo TTGH I: Ứng với n = 18-1 = 17 => a = 0.95 => ta = 1.74 gttI = gtc ± * Khi tính nền theo TTGH II: Ứng với n = 18-1 = 17 => a = 0.85 => ta = 1.07 gttII = gtc ± 1.2. Xác định các chỉ tiêu c, j Ở đây có 3 hố khoan, có 3 lớp đất. Lớp đất thứ 1 có tất cả 5 mẫu, mỗi mẫu nén ở 3 cấp áp lực. Vậy có tất cả 5 *3 trị số thí nghiệm ,thực hiện các tính toán phụ: n pi ti ctc tgjtc pi2 ti * pi (pi*tight+ ctc-ti)2 1 1 0.759 0.487 0.272 1 0.759 0 2 2 1.031 0.487 0.272 4 2.062 0 3 3 1.303 0.487 0.272 9 3.909 0 4 1 0.748 0.551 0.292 1 0.748 0.009 5 2 1.028 0.551 0.292 4 2.056 0.0114 6 3 1.305 0.551 0.292 9 3.915 0.0149 7 1 0.745 0.476 0.269 1 0.745 0 8 2 1.014 0.476 0.269 4 2.028 0 9 3 1.283 0.476 0.269 9 3.849 0 10 1 0.725 0.428 0.256 1 0.725 0.0017 11 2 1.005 0.428 0.256 4 2.01 0.0042 12 3 1.263 0.428 0.256 9 3.789 0.0045 13 1 0.662 0.413 0.249 1 0.662 1E-32 14 2 0.911 0.413 0.249 4 1.822 0 15 3 1.160 0.413 0.249 9 3.48 0 16 1 0.715 0.512 0.268 1 0.715 0.0042 17 2 1.010 0.512 0.268 4 2.02 0.0014 18 3 1.165 0.512 0.268 9 3.495 0.0228 19 1 0.770 0.499 0.271 1 0.77 0 20 2 1.041 0.499 0.271 4 2.082 0 21 3 1.312 0.449 0.271 9 3.936 0.0025 22 1 0.710 0.446 0.264 1 0.71 0 23 2 0.974 0.446 0.264 4 1.948 0 24 3 1.238 0.446 0.264 9 3.714 0 25 1 0.874 0.578 0.296 1 0.874 1E-32 26 2 1.170 0.578 0.296 4 2.34 0 27 3 1.466 0.578 0.296 9 4.398 5E-32 28 1 0.798 0.523 0.275 1 0.798 0 29 2 1.073 0.523 0.275 4 2.146 0 30 3 1.348 0.523 0.275 9 4.044 0 31 1 0.729 0.470 0.259 1 0.729 0 32 2 0.988 0.470 0.259 4 1.976 0 33 3 1.247 0.470 0.259 9 3.741 5E-32 34 1 0.829 0.542 0.287 1 0.829 0 35 2 1.116 0.542 0.287 4 2.232 0 36 3 1.403 0.542 0.287 9 4.209 0 37 1 0.819 0.526 0.296 1 0.819 9E-06 38 2 1.112 0.526 0.296 4 2.224 4E-05 39 3 1.405 0.526 0.296 9 4.215 8E-05 40 1 0.707 0.449 0.258 1 0.707 1E-32 41 2 0.965 0.449 0.258 4 1.93 1E-32 42 3 1.223 0.449 0.258 9 3.669 0 43 1 0.901 0.600 0.300 1 0.901 1E-06 44 2 1.202 0.600 0.300 4 2.404 4E-06 45 3 1.503 0.600 0.300 9 4.509 9E-06 46 1 0.729 0.468 0.261 1 0.729 1E-32 47 2 0.990 0.468 0.261 4 1.98 0 48 3 1.251 0.468 0.261 9 3.753 5E-32 49 1 0.849 0.569 0.280 1 0.849 0 50 2 1.129 0.569 0.280 4 2.258 0 51 3 1.409 0.569 0.280 9 4.227 0 52 1 0.557 0.555 0.276 1 0.557 0.0751 53 2 1.090 0.555 0.276 4 2.18 0.0003 54 3 1.071 0.555 0.276 9 3.213 0.0973 S 108 55.83 252 121.389 0.249572 * Giá trị tiêu chuẩn của c, j: D = 54*=54 *252 -1082=1944(kG/cm2) Þ jtc = 20.870 = 200 52’ * Giá trị tính toán của c, j: (kG/cm2) (kG/cm2) (kG/cm2) * Khi tính nền theo TTGH I: Lấy a = 0.95 ; n-2 = 54-2 = 52 => ta = 1.675 *Khi tính nền theo TTGH II: Lấy a = 0.85 ; n-2 = 54-2 = 52 => ta = 1.05 3. Lớp đất thứ ba 1.1. Xác định dung trọng g 1.1.1. Đối với dung trọng tự nhiên: * Dung trọng tiêu chuẩn: n gi g g-gi (g-gi)2 1 1.970 1.954 -0.016 0.000256 2 1.969 1.954 -0.013 0.000169 3 1.938 1.954 0.016 0.000256 4 1.968 1.954 -0.014 0.000196 5 1.941 1.954 0.013 0.000169 6 1.939 1.954 0.015 0.000225 S 11.723 11.723 0.001 0.00127 * Dung trọng tính toán: Độ lệch quân phương: Sai số: * Khi tính nền theo TTGH I: Ứng với n = 6-1 = 5 => a=0 .95 =>ta = 2.01 gttI = gtc ± * Khi tính nền theo TTGH II : Ứng với n = 6-1 = 5 => a = 0.85 =>ta = 1.16 gttII = gtc ± 1.1.2. Đối với dung trọng ở trạng thái khô: * Dung trọng tiêu chuẩn: n gi g g-gi (g-gi)2 1 1.589 1.564 -0.025 0.000625 2 1.594 1.564 -0.03 0.0009 3 1.559 1.564 0.005 0.000025 4 1.581 1.564 -0.017 0.000289 5 1.533 1.564 0.031 0.000961 6 1.527 1.564 0.037 0.001369 S 9.383 9.384 0.001 0.004169 * Dung trọng tính toán: Độ lệch quân phương: Sai số: * Khi tính nền theo TTGH I: Ứng với n = 6-1 = 5 => a = 0.95 => ta = 2.01 gttI = gtc ± * Khi tính nền theo TTGH II: Ứng với n = 6-1 = 5 => a = 0.85 => ta = 1.16 gttII = gtc ± 1.2. Xác định các chỉ tiêu c, j N pi ti ctc tgjtc pi2 ti * pi (pi*tgjtc+ ctc-ti)2 1 1 0.588 0.027 0.562 1 0.588 0.001 2 2 1.149 0.027 0.562 4 2.298 0.002 3 3 1.710 0.027 0.562 9 5.13 0.003 4 1 0.590 0.031 0.579 1 0.59 0.02 5 2 1.155 0.031 0.579 4 2.31 0.034 6 3 1.730 0.031 0.579 9 5.19 0.038 7 1 0.562 0.025 0.537 1 0.562 0 8 2 1.099 0.025 0.537 4 2.198 0 9 3 1.636 0.025 0.537 9 4.908 2E-16 10 1 0.599 0.030 0.569 1 0.599 0 11 2 1.168 0.030 0.569 4 2.336 0 12 3 1.737 0.030 0.569 9 5.211 -2E-16 13 1 0.557 0.024 0.534 1 0.557 0.001 14 2 1.090 0.024 0.534 4 2.18 0.002 15 3 1.623 0.024 0.534 9 4.869 0.003 16 1 0.546 0.022 0.524 1 0.546 0 17 2 1.070 0.022 0.524 4 2.14 0 18 3 1.594 0.022 0.524 9 4.782 0 S 36 20.203 84 46.994 0.104 * Giá trị tiêu chuẩn của c, j: D = 18*=18 *84 -362=216 (kG/cm2) Þ jtc = 28.760 = 28046’ * Giá trị tính toán của c, j: (kG/cm2) (kG/cm2) (kG/cm2) * Khi tính nền theo TTGH I: Lấy a = 0.95 ; n-2 = 18-2 = 16 => ta = 1.75 *Khi tính nền theo TTGH II: Lấy a = 0.85 ; n-2 = 18-2 = 16 => ta = 1.07 BẢNG TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ Lớp đất Trị tiêu chuẩn Trị tính toán (T/m3) (kG/cm2) (Độ) TTGH I TTGH II gtc ctc jtc gttI cttI jttI gttII cttII jttII Lớp 1: Sét bùn sét hữu cơ,trạng thái nhão 1.369 0.005 11°05' 1.342 0.027 10°21' 1.336 0.032 10°38' Lớp 2: Đất sét lẫn bôt,trạng thái dẻo cứng 1.953 0.49 20°52' 1.943 0.448 19°50' 1.946 0.464 20°11' Lớp 3: Cát mịn lẫn bột, ít sét,trạng thái chặt vừa 1.954 0.024 28°46' 1.941 0.015 26°53' 1.946 0.019 27°37' II.2.2.Xác định các chỉ tiêu khác ngoài c, j, g Như đã nói ở trên phần tóm tắt lý thuyết các chỉ tiêu khác ngoài c, j, g thì trị số tính toán được lấy theo phương pháp trung bình số học. BẢNG CÁC CHỈ TIÊU KHÁC NGOÀI c, j, g Lớp đất Dung trọng đẩy nổi g'(T/m³) Hệ Số Rỗng e Độ Ẩm W(%) Giới Hạn Chảy Dẻo Độ Sệt B Hệ Số Nén a1-2 (cm²/kG) WL WP PI Modun Biến bạng E1-2 (cm²/kG) Lớp 1: Sét bùn sét hữu cơ,trạng thái nhão 0.422 2.291 99.56 66.64 36.32 30.32 1.785 0.032 80.18 Lớp 2: Đất sét lẫn bôt,trạng thái dẻo cứng 0.933 0.722 24.84 37.028 18.278 18.75 0.354 0.032 50.54 Lớp 3: Cát mịn lẫn bột, ít sét,trạng thái chặt vừa 0.978 0.705 24.983 - - - - 0.031 70.05 KẾT LUẬN: Nền đất ở đây từ độ sâu >12.m có lớp đất số 3 là lớp cát mịn lẫn bột, ít sét, trạng thái chặt vừa. Lớp đất này có thể thích hợp để ta đặt mũi cọc lên nó. Dựa vào các đặt tính cơ lý của đất và theo yêu cầu của đồ án thì em chọn bốn phương án móng để thiết kế như sau: PHƯƠNG ÁN I : MÓNG CỌC ÉP BTCT PHƯƠNG ÁN II : MÓNG CỌC KHOAN NHỒI PHƯƠNG ÁN III : MÓNG CỌC KHOAN DẪN ĐÓNG PHƯƠNG ÁN IV : MÓNG CỌC BARÉT