Đánh giá điều kiện địa chất công trình văn phòng làm việc và dịch vụ cho thuê của Công ty San Nam Quận Cầu Giấy – Thành phố Hà Nội. Thiết kế khảo sát Địa chất công trình bổ sung cho thiết kế kỹ thuật và lập bản vẽ thi công công trình - Thời gian thi công

heo TCXD 45: 1978 phụ lục 4 bảng 1 thì Sức chịu tải qui ước (Ro) của đất cát hạt nhỏ, trạng thái chặt đến rất chặt bão hòa nước Ro= 2.5 (KG/cm2). IV.2.10. Lớp 9: Đất sỏi, xám vàng, nâu vàng, trạng thái rất chặt Lớp này gặp tất cả các hố khoan và nằm dưới lớp (8). Bề dày lớp biến đổi từ 3.6m (K3) đến 3.9m (K2), trung bình 3.7m, cao độ biến đổi từ -7.4m (K3) đến -8.0m (K2). Thành phần là đất sỏi màu xám vàng, xám sáng, lẫn ít cuội sỏi, trạng thái rất chặt, bão hòa nước. Ký hiệu lớp (9) trên mặt cắt địa chất công trình. Trong lớp này đã thí nghiệm 4 điểm xuyên SPT và 4 mẫu thí nghiệm xác định chỉ tiêu cơ lý, kết quả được trình bày ở bảng IV.9. Bảng IV.9: Các chỉ tiêu cơ lý của lớp 9 STT Các chỉ tiêu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB 1 Thành phần hạt (mm) > 10.0 P % Từ: 10.0 - 2.0 P % 33.56 .Từ: 2.0 - 0.5 P % 31.94 Từ: 0.5 - 0.25 P % 10.85 Từ: 0.25 - 0.1 P % 3.93 Từ: 0.1 - 0.05 P % 10.83 Từ: 0.05 - 0.01 P % 8.89 Từ: 0.01 – 0.005 P % 2 Khối lợng riêng g/cm3 2.65 3 Góc ma sát trong Độ 51042’ 4 Giá trị xuyên tiêu chuẩn SPT N Sốbúa/30cm 83 5 áp lực tính toán quy ớc Ro KG/cm2 5.0 6 Modun tổng biến dạng Eo KG/cm2 400.0 Eo: Mô đun tổng biến dạng. Ro: áp lực tính toán qui ước được tra bảng theo tiêu chuẩn (TCXD 45-78) Với sức kháng xuyên tiêu chuẩn SPT N = 83 ; tra bảng ta có Eo= 400.0 (kG/cm2); Ro = 5.0 (kG/cm2). IV.2.11. Lớp 10: Cát hạt trung, xám vàng, trạng thái chặt vừa Lớp này gặp tất cả các hố khoan và nằm dưới lớp (9). Bề dày lớp biến đổi từ 6.8m (K1) đến 7.4m (K3), trung bình 7.1m, cao độ biến đổi từ -3.6m (K3) đến -3.9m (K2). Thành phần là cát hạt trung, có chỗ hạt thô màu xám vàng, xám sáng lẫn ít sạn sỏi nhỏ, trạng thái chặt vừa, có chỗ chặt, bão hòa nước. Ký hiệu (10) trên mặt cắt địa chất công trình. Trong lớp này đã thí nghiệm 11 điểm xuyên SPT và 11 mẫu thí nghiệm xác định chỉ tiêu cơ lý, kết quả được trình bày ở bảng IV.10. Bảng IV.10: Các chỉ tiêu cơ lý của lớp 10 STT Các chỉ tiêu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB 1 Thành phần hạt (mm) > 10.0 P % Từ: 10.0 - 2.0 P % 19.28 .Từ: 2.0 - 0.5 P % 39.24 Từ: 0.5 - 0.25 P % 18.79 Từ: 0.25 - 0.1 P % 16.83 Từ: 0.1 - 0.05 P % 5.86 Từ: 0.05 - 0.01 P % Từ: 0.01 – 0.005 P % 2 Khối lợng riêng g/cm3 2.64 3 Góc ma sát trong Độ 36018’ 4 Giá trị xuyên tiêu chuẩn SPT N Sốbúa/30cm 25 5 áp lực tính toán quy ớc Ro KG/cm2 3.5 6 Modun tổng biến dạng Eo KG/cm2 250.0 Eo: Mô đun tổng biến dạng. Ro:áp lực tính toán qui ước được tra bảng theo tiêu chuẩn (TCXD 45-78) Với sức kháng xuyên tiêu chuẩn SPT N = 25 ; tra bảng ta có Eo= 250.0 (kG/cm2); Ro = 3.5 (kG/cm2). IV.2.12. Lớp 11: Cuội sỏi, xám vàng, xám trắng, trạng thái rất chặt Lớp này gặp ở tất cả các hố khoan và nằm dưới lớp (10). Đây là lớp cuối cùng trong phạm vi khảo sát. Bề dày lớp đã khoan được biến đổi từ 9.8m (K4) đến 11.3 (K3), trung bình 10.5m, cao độ biến đổi từ -6.8m (K1) đến -7.4m (K3). Thành phần là cuội sỏi màu xám vàng, xám trắng, xám đen, trạng thái rất chặt, bão hòa nước. Ký hiệu (11) trên mặt cắt địa chất công trình. Trong lớp này đã thí nghiệm 19 điểm xuyên SPT và 19 mẫu thí nghiệm xác định chỉ tiêu cơ lý, kết quả được trình bày ở bảng IV.11. Bảng IV.11: Các chỉ tiêu cơ lý của lớp 11 STT Các chỉ tiêu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB 1 Thành phần hạt (mm) > 10.0 P % 41.44 Từ: 10.0 - 2.0 P % 58.56 .Từ: 2.0 - 0.5 P % 2 Khối lợng riêng g/cm3 2.66 3 Góc ma sát trong Độ 50057’ 4 Giá trị xuyên tiêu chuẩn SPT N Sốbúa/30cm > 100 5 áp lực tính toán quy ớc Ro KG/cm2 6.0 6 Modun tổng biến dạng Eo KG/cm2 700.0 Eo: Mô đun tổng biến dạng. Ro: áp lực tính toán qui ước được tra bảng theo tiêu chuẩn (TCXD 45-78) Với sức kháng xuyên tiêu chuẩn SPT N >100 ; tra bảng ta có Eo= 700.0 kG/cm2 ; Ro = 6.0 kG/cm2. IV.3. Đặc điểm địa chất thuỷ văn Qua kết quả khoan thăm dò công trình, tôi nhận thấy như sau: Nước mặt: tại thời điểm khảo sát (tháng 5/2005), nước mặt tồn tại ở độ sâu cách mặt đất khoảng 2.9m đến 3.1m. Nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa, nước thải sinh hoạt. Nước ngầm: tồn tại ở độ sâu từ 20.5m đến 21.0m (tính từ mặt đất). Nước ngầm chịu ảnh hưởng bởi nước mưa, nước mặt và dao động theo mùa. IV.4. Kết Luận và kiến nghị Khu vực khảo sát nằm ngay cạnh đường nên việc chuyên chở và tập kết vật liệu xây dựng thuân tiện. Cần phải xây dựng xây dựng hệ thống thoát nước hoàn chỉnh nối ra hệ thống thoát nước của Thành phố. Nước dưới đất không ảnh hưởng đến hố móng khi thi công công trình. Trong phạm vi chiều sâu nghiên cứu, địa tầng tại vị trí khảo sát gồm các lớp đất và thấu kính như sau: ã Lớp đất lấp (1) là lớp không đồng nhất cần bóc bỏ. ã Lớp (2) có khả năng chịu tải trung bình, biến dạng trung bình. ã Lớp (3) có khả năng chịu tải yếu, biến dạng mạnh. ã Lớp (4) có khả năng chịu tải yếu, biến dạng khá mạnh. ã Lớp (5) có khả năng chịu tải trung bình, biến dạng trung bình. ã Thấu kính (TK) có khả năng chịu tải yếu, biến dạng mạnh. ã Lớp (6) có khả năng chịu tải trung bình, biến dạng trung bình. ã Lớp (7) có khả năng chịu tải trung bình, biến dạng trung bình - nhỏ. ã Lớp (8) có khả năng chịu tải tốt, biến dạng nhỏ. ã Lớp (9) có khả năng chịu tải tốt, biến dạng nhỏ. ã Lớp (10) có khả năng chịu tải tốt, biến dạng nhỏ. ã Lớp (11) có khả năng chịu tải rất tốt, biến dạng rất nhỏ. Chương V Các vấn đề Địa chất công trình văn phòng 19 tầng công ty san nam Vấn đề địa chất công trình (ĐCCT) là vấn đề bất lợi về mặt ổn định, về mặt kinh tế, cũng như khả năng xây dung và sủ dụng công trình, phát sinh do điều kiện ĐCCT cũng như không đáp ứng được các yêu cầu làm việc bình thường của công trình. Nó cho phép biết được những vấn đề bất lợi. Tại khu xây dựng công trình văn phòng làm việc và dịch vụ cho thêu của công ty San Nam có mực nước ngầm, có lớp bão hoà nước, có các lớp sét. Công trình còn có 1 tầng hầm sâu 5m. Vì vậy khi thi công công trình xảy ra các vấn đề sau: - Vấn đề lún và lún không đều - ổn định các hố móng, ăn mòn vật liệu xây dựng. - Nước chảy vào hố móng khi thi công Công trình phòng làm việc và dịch vụ cho thêu của công ty San Nam có kết cấu như sau: Công trình gồm 19 tầng, hình chữ nhật có kết cấu khung cốt thép, 1 tầng hầm sâu 5m. Diện tích mặt bằng móng của công trình là 45m x 90m. Với kết cấu đặc biệt của công trình, tải trọng công trình là 1800 T/trụ. Trong 11 lớp và 1 lớp thấu kính, thấy lớp 11 có thành phần cuội sỏi, trạng thái rất chặt ( R0= 6 kG/cm2, E0= 700 kG/cm2), cường độ cao, ít nén lún, rất thích hợp cho việc đặt mũi cọc. Phương án được chọn là cọc khoan nhồi, vì nó có những ưu điểm sau: - Sức chịu tải lớn - Giảm số lượng cọc trong đài - Giảm kích thước của dài cọc Với kết cấu đặc biệt của công trình, chọn giải pháp cọc nhồi ngàm vào lớp cuội sỏi 2m (sâu 40.5 m kể từ đáy tầng hầm) A.Vấn đề sức chịu tải của đất nền Ta dựa vào địa tầng tại lỗ khoan K3 làm cơ sở tính toán bảng (V.1) Bảng V.1: Tính chất và bề dày của đất nền Lớp Bề dày Loại đất 1 1.9 Đất lấp( bóc bỏ) 2 4.5 Sét, dẻo mềm 3 1.1 Sét pha, dẻo chảy 4 5.9 Sét pha, dẻo chảy 5 5.6 Sét pha, dẻo cứng 6 2.5 Cát pha, dẻo 7 4.5 Cát, chặt vừa 8 8.0 Cát , chặt vừa 9 3.9 Đất sỏi, rất chặt 10 6.9 Cát, chặt vừa 11 Chưa xác định Cuội sỏi, rất chặt V.1. Chọn chiều sâu đài cọc và cấu tạo cọc Đài cọc được cấu tạo bằng bêtông cốt thép, mác bêtông là #300, chiều sâu của đáy đài chọn là 7,4m (do đáy tầng hầm là 5m). Đài dày 2,4m, cọc ngàm vào dài 0,2m. Các công thức tính toán theo sơ đồ móng cọc đài thấp. V.2. Chọn loại cọc, kích thước cọc Chọn cọc khoan nhồi với đường kính cọc là 1.4 m. Cốt thép dọc trong cọc có đường kính f =24 mm, loại thép có gờ cán nóng làm bằng CT5. Cốt thép đai, chọn loại cốt thép trơn thép bản cán nóng làm bằng CT3, có đường kính f=10 mm. Bêtông chế tạo cọc có mác #300. Ta thiết kế chiều sâu của cọc dựa vào chiều sâu hố khoan K3 gặp tầng cuội sỏi ở độ sâu 45.5 m, chiều dài hạ cọc là 40.5 m (tính từ đáy tầng hầm đến mũi cọc), chiều dài cọc là 38.1 m (tính từ đáy đài đến mũi cọc). Phương pháp thi công cọc: Cọc được đổ bê tông tại chỗ. V.3. Xác định sức chịu tải của cọc V.3.1. Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức: (5.1) Trong đó: Pvl: Sức chịu tải tính toán của cọc theo vật liệu làm cọc. j : Hệ số uốn dọc của cọc, j=1. m1: Hệ số điều kiện làm việc, đối với cọc khoan nhồi được đổ bêtông theo phương thẳng đứng thì m1 = 0,85 m2: Hệ số điều kiện làm việc m2 = 0,7 RBT: Cường độ chịu nén giới hạn của bê tông, ứng với mác bêtông của cọc là #300, tra bảng RBT=1250(T/m2). Trong đó: FBT: Diện tích tiết diện ngang của bê tông FBT = Fcọc - FCT; Fcọc: Diện tích tiết diện ngang của cọc, với đường kính cọc f = 1,4 (m), => Fcọc =3,14.(0,7)2 = 1.538 (m) ; FCT: Diện tích, tiết diện ngang của toàn bộ cốt thép dọc, FCT= fct.n ; fct: Diện tích, tiết diện ngang của 1 thanh thép dọc ; n: Số thanh thép dọc ; Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ bằng 10cm do đó: Chu vi lồng thép C = 2..Rlồng = 2.3,14.(0,7-0,1) = 3,77m Trên chu vi lồng thép cứ 0.15m bố trí một thanh thép dọc nên số thanh thép dọc bằng: = 25,1 chọn n = 25 (thanh) RCT: Cường độ chịu kéo giới hạn của cốt thép, tra bảng RCT =24000 (T/m2) => fct =3,14. (0,012)2 = 0,000452(m2) => FCT = n. fct =25.0,000452 = 0,011 ( m2) => FBT = Fcọc - FCT = 1.538 - 0.011 =1,527 m2 Thay các giá trị vào (VI.1) ta được: Pvl =1.(0,85.0,7.1250.1,527 +24000.0,011) = 1163,1 (Tấn) V.3.2. Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền Sức chị tải của cọc theo đất nền được tính theo công thức sau: Pn = m(a1.Ri.F + u.a2Sti.li) (5.2) Trong đó: Pn: Sức chịu tải của cọc theo đất nền, (Tấn) m: Hệ số điều kiện làm việc, m =1 a1: Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc. a2: Hệ số điều kiện làm việc của đất ở bên của cọc a1, a2: tra theo bảng 5-5 sách nền và móng, có a1 = 1; a2 = 0,9 F: Diện tích tiết diện cọc, F = 1,527 m2 u: chu vi tiết diện cọc: u = 2.p.r = p.D = 4,4 m2 ti: Ma sát bên của lớp đất i ở mặt bên thân cọc, phụ thuộc vào loại đất, tính chất của đất, và chiều sâu trung bình của lớp đất cọc đi qua. Li: Chiều dày mỗi lớp mà cọc đi qua. Ri: Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc, đối với lớp cuội sỏi tra trong bảng 5-6 sách nền và móng được Ri=1500(T/m2) Giá trị được trình bày trong bảng (V.2) Bảng V.2: Giá trị ti và li của các lớp đất dưới mũi cọc Lớp Độ sâu Is li ti Tổng(ti.li.) tb 2 4.2 0.46 2,6 0.23 1.4 3 7.0 0.84 4 0.074 1.1 4 10.5 0.66 8,8 0.14 5.9 5 16.2 0.41 10,2 0.39 5.6 6 20.3 4 0.088 2.5 7 23.8 2 0.66 4.5 8 30.0 1 8.0 9 36.0 1 3.9 10 41.4 1 6.9 Thay số vào ta có: Pđn= 0,7.1.(1.1500.1,527+4,4.0,9.209,01) = 2182,4(Tấn) So sánh giá trị tính toán ta thấy sức chịu tải của cọc theo đất nền lớn hơn sức chịu tải theo vật liệu làm cọc Pvl <Pdn, khi tinh toán ta lấy Ptt = Pvl = 1163,1(Tấn) V.3.3. Xác định sơ bộ kích thước đài cọc, số cọc trong đài và vị trí bố trí các cọc Với quy mô nhà có kết cấu khung chịu lực lớn, để đảm bảo thi công cọc đến độ sâu thiết kế và các cọc trong đài ít ảnh hưởng lẫn nhau thì khoảng cách giữa các tim cọc (ký hiệu là a) phải thỏa mãn điều kiện:Tại mặt phẳng mũi cọc a 3d trong đó d là đường kính của cọc.Vậy chọn sơ bộ: a = 3d =3.1,4 ứng suất trung bình dưới đáy móng là: Diện tích đáy đài được sơ bộ xác định như sau: (5.3) Trong đó: Fsb: Diện tích đáy đài sơ bộ. (m2) Ntt: Tải trọng tác dụng lên mỗi trụ (N =1800 T) Ntt=Ntc.n , Với n: Hệ số vượt tải (n=1) gtb: Khối lượng thể tích trung bình của đài và của đất trên đài gtb = 2,2 (t/m3) ; h: chiều sâu đài h = 2,4 m ; Thay số vào (4.3) ta có: Số lượng cọc trong đài được tính sơ bộ như sau: Nc = (cọc) (5.4) Trong đó: β: hệ số kinh nghiệm, β = 1,1 Nc : Số lượng cọc trong đài ; Gd - Trọng lượng đài cọc và đất phủ, xác định bằng công thức: Gđ = Fsb. gTB.hđ = 2,4.2,2.16,48 = 87,05 T. Thay số vào ta có Nc Chọn Nc=2 (cọc) Vậy công trình có 2 cọc trên 1 trụ. Cọc bê tông cọc nhồi có đường kính 1.4 m chống vào cuội sỏi 2m (sâu 45.5m kể từ mặt đất). Cấu tạo mặt bằng đài như hình vẽ: Hình V.1 V.3.4. Kiểm tra tải trong tác dụng lên mỗi cọc Khi móng cọc chịu tải trọng tác dụng đúng tâm thì tải trọng tính toán tác dụng lên mỗi cấp theo phương thẳng đứng phải luôn nhỏ hơn hoặc bằng sức chịu tải tính toán theo quy phạm hoặc dựa vào kết quả thí nghiệm tải trọng tĩnh và động ngoài hiện trường, tức là Po Ê PTT. Po = (5.5) Trong đó: Qc : Trọng lượng thực tế của đài, Qc = Gd = 87.05T; Vậy Po = 943T < PTT = 1163.1 T, số lượng cọc như vậy là hợp lý. V.3.5. Kiểm tra cường độ đất nền dưới mũi cọc Người ta coi đài và phần đất xung quanh cọc là một móng khối quy ước giới hạn bởi góc a. Góc a được giới hạn theo công thức: a = Theo bảng chỉ tiêu của K3 ta có: Trong đó: jtb = Bảng V.3: Chiều dày và giá trị góc trung bình của các lớp đất Lớp li j jtb 1 24°20' 2 1.4 11°35' 3 1.1 6°20' 4 5.9 10°26' 5 5.6 13°24' 6 2.5 17°42' 7 4.5 30°30' 8 8.0 31°36' 9 3.9 51°42' 10 6.9 36°18' jtb = 24°20' vậy a = 6°5' ==> tg a=0,117. Fqư = (A + 2L.tga).(B + 2L.tga) (5.6) Trong đó: Fqu: Diện tích móng khối qui ước. A: Khoảng cách hai mép ngoài của cọc theo chiều rộng A=1,4 m B: Khoảng cách hai mép ngoài của cọc theo chiều dài B=1,4 m L: Chiều dài cọc tính từ mũi cọc đến đáy đài: L= 47.5 - 2.2 = 45.3 m. Vậy Fqư= (1.4+2*45.3*0.117)*(1.4+2*45.3*0.117) = 20.5 (m2) Để kiểm tra cường độ đất nền ở mũi cọc, ta coi đài cọc và phần đất xung quanh cọc là móng khối qui ước được giới hạn bởi α= 6°5' Ta có sơ đồ móng khối qui ước: Hình V.2 Khi đó tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đáy khối quy ước là: ồ= Ntc + Gqư (5.7) Gqư: trọng lượng của khối móng qui ước. Gqư= γtb.Fqư.hqư Trong đó: γtb: Khối lượng thể tích móng khối qui ước, γtb = 2.2 hqư: chiều sâu móng khối qui ước, kể từ mặt đất đến mũi cọc, ở đây tầng hầm của công trình ở độ sâu -5m vậy hqư = 40.5 m Thay số: Gqư = 2*78.4*40.5 = 6350.4 (T) Vậy ồ =1800+6350.4 = 8154.4 (T) Để đảm bảo móng cọc có khả năng chịu được tác dụng của tải trọng công trình thí ứng suất tiêu chuẩn tại đáy đài móng khối qui ước không vượt quá áp lực của nền thiên nhiên. δtc Ê Rtc Trong đó δtc: ứng suất tính toán tại đáy móng khối qui ước δtc=ồ = = 104 (T/m2) Rtc= (5.8) Trong đó: A, B, D: Hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc góc ma sát trong của đất. m1, m2: Hệ số điều kiện làm việc của đất nền, công trình, m1 = m2 = 1 g: Khối lượng thể tích trung bình của lớp đất dưới đáy cọc g = 2.66(t/m3); g’: Khối lượng thể tích của đất, g’ = (t/m3) Ktc: Hệ số tin cậy, phụ thuộc phương pháp thí nghiệm, Ktc=1 c: Lực dính kết, c= 0. h: Chiều sâu chôn cọc, h = 45.5m. b: Chiều rộng đáy móng, b = 4,1 m. Khối lượng thể tích của các lớp đất lấy trung bình g’ bảng (V.4) Bảng V.4: Chiều dày và khối lượng thể tích trung bình các lớp đất Lớp li gi g’ 1 2.2 2 1.4 1.94 3 1.1 1.61 4 5.9 1.81 5 5.6 2.01 6 2.5 2.04 7 4.5 2.66 8 8.0 2.63 9 3.9 2.65 10 6.9 2.64 g’=2.2 (t/m3) j = 57°, tra bảng: A = 3,36; B = 15,64; D = 14,64. Rtc = 1167,7 T/m2. Vậy Rtc > smax, cường độ của đất nền thoả mãn điều kiện. V.3.6. Kiểm tra cường độ đài cọc Để tránh cọc chọc thủng đài, khi thiết kế đài cọc phải thoả mãn điều kiện sau: < [] (5.9) Trong đó: t: ứng suất cắt do cọc gây ra. Ptt: Lực tác dụng lên mũi cọc. Ptt = 1163,1(Tấn) U: Chu vi tiết diện cọc, U = 4,4m ho: Bề dày từ đỉnh cọc đến mặt trên của đài, chọn ho = 2,2 m. [t]: Cường độ kháng cắt giới hạn của bê tông Theo kinh nghiệm Với Rn là cường độ kháng nén của bê tông với bê tông mác #300, Rn = 1250 T/m2, thay số vào ta có: [t] = 125 (T/m2) ; Thay số vào công thức (4.9) ta có: t = ( T/m2) So sánh ta thấy t < [t]: Vậy điều kiện chống cọc chọc thủng đài được thoả mãn. V.3.7. Vấn đề biến dạng lún Đối với cọc khoan nhồi chúng ta không nghiên cứu biến dạng lún bởi vì cọc đã được đặt ở lớp ổn định. Từ đó các điều kiện của cọc được thoả mãn. Vậy phương án cọc nhồi ở độ sâu 40.5 m (kể từ đáy tầng hầm) là hợp lý B. Vấn đề nước chảy vào hố móng Công trình có tầng hầm sâu 5m, có diện tích thi công lớn :45m x 90m. Ta thấy đáy tầng hầm đặt vào lớp 2 (sét, dẻo cứng). Ta xét đến các yếu tố ảnh hưởng đến công trình. Công trình có tầng hầm nên có nước mặt và nước dưới đất ảnh hưởng khi thi công công trình. - Do công trình có mực nước tĩnh sâu trung bình là 20.7m theo kết quả khoan thăm dò. Các lớp đất phía trên đều là sét nên coi như cách nước. Vì vậy nước dưới đất không ảnh hưởng đến công trình. - Lớp đất lấp của công trình là cát lấp, trung bình 1.9 m. Khi nước chảy trên mặt do mưa thì một phần sẽ thấm xuống, một phần chảy trên mặt và chảy trực tiếp vào hố móng. Ta nhận thấy xung quanh công trình là đường nội bộ và các mương thoát nước công trình. Vì vậy cần đào hào xung quanh dẫn nước chảy ra khỏi công trình. - Lớp đất đáy hố móng là sét, nước hầu như không thấm xuống dưới. Trong hố móng dẫn nước vào các hố đào. Dùng máy bơm hút nước ra ngoài. PHần 2 THiết kế khảo sát Địa chất công trình và dự trù kinh phí Chương VI Luận chứng nhiệm vụ thiết kế khảo sát địa chất công trình Luận chứng nhiệm vụ thiết kế VI.1. Khối lượng công tác khảo sát địa chất công trình đã được tiến hành Trong khảo sát địa chất công trình ở giai đoạn nghiên cứu khả thi để phục vụ cho dự án xây dựng công trình văn phòng nhà 19 tầng – Công ty San Nam. Đã tiến hành các dạng công tác như công tác khảo sát địa hình và địa chất công trình phục vụ cho việc thiết kế móng cho công trình đã được tiến hành vào tháng 12/2005 Trên cơ sở các yêu cầu về mạng lưới chiều sâu cũng như mục đích của các dạng công tác khảo sát địa chất công trình, các công tác khảo sát địa hình và Địa chất công trình được tiến hành với khối lượng các dạng công tác như sau: Bảng VI.1: Chiều sâu, cao độ, số lượng mẫu các lỗ khoan STT Kí hiệu lỗ khoan Cốt cao miệng lỗ (m) Chiều sâu lỗ khoan(m) Số mẫu nguyên dạng Số mẫu không nguyên dạng 1 K1 0 54 10 17 2 K2 0 56.1 12 17 3 K3 0 55.2 9 17 Thí nghiệm các mẫu đất trong phòng thí nghiệm, xác định các chỉ tiêu cơ lý và thành phần hạt của các lớp đất nằm dưới nền công trình. Tổng hợp tài liệu chỉnh lý và viết báo cáo trên cơ sở kết quả thu được từ các công tác hiện trường và thí nghiệm trong phòng, đã tập hợp các luồng thông tin từ các công tác trên để phân chia các lớp đất nền và tính toán các đặc trưng của cơ lý cho các lớp đất đá đó, làm cơ sở dữ liệu cho việc đánh giá điều kiện địa chất công trình. Kết quả của công tác này là báo cáo khảo sát điều kiện địa chất công trình. Báo cáo gồm một bản thuyết minh địa chất công trình và cấc phụ lục kèm theo như mặt cắt địa chất công trình, hình trụ hố khoan, bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý... Các công tác khảo sát địa chất công trình đã được thực hiện theo các tiêu chuẩn và quy phạm hiện hành. Như vậy công tác khảo sát của giai nghiên cứu khả thi đã đưa ra những kết luận về điều kiện địa chất công trình cũng như đặc điểm về địa hình địa mạo, cấu trúc địa chất, điều kiện địa chất thuỷ văn công trình. Đánh giá tương đối chính xác về địa chất công trình phục vụ cho tính toán thiết kế của khu vực xây dựng song so với yêu cầu của giai đoạn thiết kế kỹ thuật – thi công tài liệu vẫn còn một số tồn tại sau: +Mật độ nghiên cứu còn thưa và chưa đủ số lượng mẫu và thông tin cần thiết để chỉnh lý kế quả thí nghiệm bằng phương pháp thống kê toán học. +Chưa có mẫu nước để phân tích thành phần hoá học và khả năng ăn mòn vật liệu làm móng. VI.2. Nhiệm vụ của công tác khảo sát địa chất công trình ở giai đoạn thiết kế kỹ thuật - thi công Để giải quyết được các yêu cầu trên, cần khắc phục những tồn tại giai đoạn trước, ở giai đoạn này cần: + Làm sáng tỏ về cấu trúc địa chất phân chia chính xác ranh giới của các đơn nguyên ĐCCT, + Xác định chính xác đặc điểm địa chất thuỷ văn và khả năng ăn mòn của nước đối với vật liệu làm móng. + Xác định chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất của khu vực nghiên cứu xây dựng. VI.3. Cácdạng công tác khảo sát địa chất công trình Để thực hiện tốt nhiệm vụ trên, căn cứ vào kết quả khảo sát địa chất công trình ở khu vực trước, yêu cầu của công tác khảo sát địa chất công trình giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thi công, và đặc điểm công trình xây dựng công tác khảo sát địa chất công trình cần tiến hành một số dạng của công tác sau: 1. Thu thập tài liệu. 2. Trắc địa. 3. Khoan khảo sát. 4. Lấy mẫu thí nghiệm. 5. Thí nghiệm trong phòng. 6. Thí nghiệm ngoài trời. 7. Chỉnh lý viết báo cáo. Chương VII Mục đích, khối lượng và phương pháp tiến hành các dạng công tác khảo sát VII.1 Công tác thu thập tài liệu VII.1.1. Mục đích Nhằm làm luận chứng cho công tác thiết kế, mặt khác công tác thu thập tài liệu tốt sẽ tránh gây lãng phí về kinh tế, nhân lực và thời gian. Thu thập tài liệu để cung cấp các thông tin cho công tác khảo sát đạt hiệu quả cao hơn, nâng cao độ tin cậy làm cơ sở để đánh giá độ tin cậy các kết quả khảo sát. Công tác thu thập tài liệu, tránh được nghiên cứu lặp lại những vấn đề đã được làm sáng tỏ ở giai đoạn trước, giảm chi phí khảo sát. VII.1.2. Nội dung Công tác thu thập tài liệu được tiến hành từ khi nhận nhiệm vụ thiết kế khảo sát. Các tài liệu thu thập bao gồm tất cả các tài liệu có liên quan đến điều kiện ĐCCT khu vực như: - Thu thập toàn bộ tài liệu và báo cáo khảo sát địa chất công trình ở giai đoạn trước của khu vực xây dựng và tìm hiểu, thu thập thông tin, tài liệu các khu vực lân cận. - Tài liệu mặt bằng quy hoạch tổng hợp - Tài liệu và kết cấu công trình. VII.1.3. Khối lượng Trong các tài liệu khảo sát địa chất công trình cần các tài liệu sau: - Tài liệu về địa chất khu vực - Tài liệu về địa chất công trình của khu vực - Các tài liệu về thuỷ văn: mực nước ngầm, thành phần hoá học của nước. - Báo cáo ĐCCT giai đoạn trước - Mặt cắt địa chất công trình và bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của đất nền của khu vực nghiên cứu - Bản vẽ mặt bằng quy hoạch và vị trí hố khoan - Tài liệu quy hoạch công trình, quy mô, tải trọng công trình - Các tài liệu và các kinh nghiệm xây dựng, thiết kế thi công các dạng công trình tương tự đã tiến hành, cụ thể là các biện pháp thi công hố móng sâu, các giải pháp móng VII.1.4. Phương pháp Công tác thu thập tài liệu được tiến hành ngay sau khi nhận nhiệm vụ khảo sát, đây là công tác đầu tiên trong phương án khảo sát. Thu thập các tài liệu có tỷ lệ từ nhỏ đến lớn và chi tiết của cùng một nội dung, trong quá trình thu nhập cần có sự phân tích, đánh giá và chọn lọc những tài liệu có giá trị phục vụ thiết thực cho công tác khảo sát, thi công, tránh tình trạng thu thập một cách chàn lan không hiệu quả gây ra sự tốn kém, lãng phí về thời gian và kinh phí. VII.2. Công tác trắc địa VII.2.1. Mục đích Công tác trắc địa nhằm đưa công trình thăm dò từ bản vẽ ra ngoài thực địa một cách chính xác. Đồng thời giúp xác định cao độ, toạ dộ các điểm thăm dò ngoài thực địa vào bản vẽ. VII.2.2. Khối lượng Chuyển vị các hố khoan từ bản vẽ ra thực địa và ngược lại, gồm có 5 hố khoan. VII.2.3. Phương pháp tiến hành VII.2.3.1. Xác định vị trí toạ độ Để xác định vị trí toạ độ các điểm thăm dò khảo sát, đồ án đề nghị sử dụng phương pháp giao hội để đo, nội dung của phương pháp là dựa vào những mốc trắc địa của giai đoạn trước hoặc các mốc trắc địa quốc gia có trong khu vực nghiên cứu, để bố trí thành một mạng lưới các điểm đo dạng tam giác (như hình vẽ). Cách tiến hành: Giả sử có hai điểm A, B là các mốc trắc địa quốc gia ở khu vực khảo sát có toạ độ A(XA,YA), B ( XB, XB ) và điểm C cần xác định. Bằng phương pháp đồ giải ta tính được toạ độ điểm C trên sơ đồ, khoảng cách giữa điểm và điểm khống chế A, B đã chọn. Để chuyển vị trí điểm ra ngoài thực địa ta dùng phương pháp toạ độ cực. Tiến hành đặt máy kinh vĩ tại B(A) quay về A(B). Sau đó quay đi một góc (), dùng thước thép đo đoạn từ B đến C có độ dài là S. Như vậy vị trí điểm C trên sơ đồ đã đươc xác định ở ngoài thực địa. XC=XB+S .Cosa3 YC=YB+S ..Cosa3 Trong đó: XB,YB: Toạ độ điểm mốc B XC, YC: Toạ độ điểm cần xác định. a3: Góc tạo bởi BC với trục hoành OX S: Khoảng cách từ điểm mốc B tới điểm khảo sát. Hình VII.1: Phương pháp xác định toạ độ VII.2.3.2. Xác định cao độ Để chuyển cao độ của các lỗ khoan từ những điểm mốc trắc địa để chuyền độ cao. Để xác định cao độ điểm thăm dò ta dùng phương pháp đo cao lượng giác Cách tiến hành: Đặt máy kinh vĩ từ điểm mốc a. Đặt mia tại điểm thăm dò C. Đo chiều cao i của máy. Từ điểm a ngắm về C và đọc vị trí số đọc t (t là chiều cao từ mặt đất tại điểm C đến số đọc trên mia) Cao độ điểm thăm dò được xác định theo công thức: HC = HA + hAC Trong đó: Ha.: cao độ điểm mốc A ( đã biết ). hAC: Chênh cao giữ điểm A và điểm thăm dò C: hAC = i – t ( m ) Như vậy: HC = Ha.+ i - t (m) Tương tự như trên ta xác định được cao độ của tất cả các điểm thăm dò khác ngoài thực địa. Hình VII.2: Phương pháp xác định cao độ VII.3. Công tác khoan thăm dò VII.3.1. Mục đích Đây là một công tác quan trọng nhất trong giai đoạn này, công tác khoan thăm dò có mục đích: - Xác định và phân chia chính xác ranh giới địa tầng tại khu vực xây dựng công trình và nghiên cứu đặc điểm đất đá. - Lấy mẫu đất và mẫu nước trong các lỗ khoan để tiến hành thí nghiệm trong phòng. - Thí nghịêm xuyên tiêu chuẩn (SPT), và các thí nghiệm trong lỗ khoan Khoan là một dạng công tác rất cần thiết trong địa chất công trình. VII.3.2. Nội dung và khối lượng của công tác khoan VII.3.2.1. Nguyên tắc bố trí Hiện nay khoảng cách công trình thăm dò xác định chủ yếu dựa vào các quy phạm và tuỳ theo các dạng xây dựng khác nhau mà người ta xây dựng các quy phạm khác nhau. Tuy nhiên có thể nói các quy phạm hiện nay được xây dựng dựa trên kinh nghiệm có cở lý thuyết chặt chẽ, điều này có thể nói là do đặc thù của địa chất. Nhìn chung theo quy phạm thì khoảng cách công trình thăm dò phụ thuộc vào các yếu tố: + Dạng công trình xây dựng + Giai đoạn khảo sát địa chất công trình + Cấp phức tạp của điều kiện địa chất công trình Mặt khác các công trình thăm dò được bố trí trên chu vi công trình, tập trung vào các điểm quan trọng của công trình như các góc nhà, những nơi có tải trọng lớn. Khu vực xây dựng bố trí nhiều hạng mục công trình, các lỗ khoan vẫn bố trí trên diện tích xây dựng nhưng có sự kết hợp giữa các hạng mục riêng lẻ sao cho các lỗ khoan tạo thành tuyến, mạng lưới thích hợp. Các lỗ khoan không nhất thiết phải bố trí đều nhau mà nơi nào có điều kiện Địa chất công trình phức tạp hơn thì bố trí dày hơn ở nơi có điều kiện Địa chất công trình đơn giản. Với công trình này có đặc điểm cấu trúc địa chất đã biết ở giai đoạn trước thì xếp vào công trình cấp II và điều kiện địa chất công trình cấp III, do đó ta bố trí các lỗ khoan theo tuyến phụ thuộc vào diện tích, khoảng cách các công trình thăm dò biến đổi từ 10 - 30 m. VII.3.2.2. Chọn chiều sâu thăm dò Do mục đích của công tác khoan thăm dò để nghiên cứu chi tiết điều kiện địa chất công trình. Theo quy phạm thì chiều sâu của công trình thăm dò phải vượt quá chiều sâu hoạt động của công trình từ 3 - 5 m, có khi sâu hơn để tránh bất ngờ về địa tầng, đối với móng cọc thường sâu hơn độ sâu đặt cọc ít nhất 5m, có khi sâu hơn để xác địng địa tầng ngoài ra còn phụ thuộc vào đất nền. ở đây dự kiến khối lượng và chiều sâu các hố khoan như sau. Bảng VII.1: Khối lượng, chiều sâu khoan STT Kí hiệu lỗ khoan Chiều sâu(m) 1 K4 50 2 K5 50 3 K6 50 4 K7 50 5 K8 50 VII.3.2.3. Chọn phương pháp và thiết bị khoan Căn cứ vào chiều sâu hố khoan, cấu trúc địa chất, thành phần đất đá, đồng thời đảm bảo cho công tác lấy mẫu thí nghiệm và các thí nghiệm ngoài trời được tốt, ta chọn phương pháp khoan rửa lấy mẫu bằng máy khoan XJ 100 và dung dịch bơm rửa là sét. Bảng VII.2: Các thông số kỹ thuật của máy khoan XJ 100 STT Tên thiết bị Đặc tính kỹ thuật 1 Tháp khoan Tháp 3 chân, cao 7m dùng để nâng hạ bộ phận khoan 2 Tời khoan Có sức nâng 10 tấn 3 Dây cáp Dây cáp f 14 dài 30 m 4 Lưỡi khoan Lỡi khoan f 130, f 110, f91, f73 5 Tạ đóng Khối lượng 63.5 kg 6 ống chống ống chống f 127 dài 2 đến 5 m 7 ống mẫu ống mẫu f 100 dài 0.7 m 8 Cần khoan Cần khoan f 52 loại 1.5 m; 1.8 m; 3 m; 4.7 m 9 Khoá số 7 Dùng để tháo lắp cần 10 Khóa mỏ vịt Dùng để kẹp cần khoan khi nâng tạ 11 Khoá xích Dùng để kẹp khi tháo lắp ống mẫu, ống chống VII.3.2.4. Cấu trúc lỗ khoan điển hình Dựa vào địa tầng và chiều sâu lỗ khoan ta thiết kế cấu trúc lỗ khoan như sau: Đầu tiên ta tiến hành khoan khô, dùng lưỡi khoan f130 khoan hết lớp đất lấp, sau đó hạ ống chống f127, rồi dùng lưỡi khoan f110 khoan cho đến hết lớp cát pha trạng thái dẻo, cuối cùng khoan f91 cho đến hết độ sâu cần khoan . Mẫu nhật ký khoan Đơn vị khảo sát....................... Cao độ miệng hố.................. Công trình............................... Độ sâu hố khoan.................. Địa điểm hố khoan.................. Ngày bắt đầu........................ Ký hiệu hố khoan.................... Ngày kết thúc...................... Chiều sâu mực nước ngầm....... Máy khoan. Người mô tả............................. Bảng VII.3: Cấu trúc lỗ khoan điển hình Số hiệu lớp Độsâu đáylớp (m) Chiềudày lớp (m) Cộtđịa tầng Hình trụ lỗ khoan Mô tả đất đá 1 1.9 1.9 Đất lấp: Cát hạt nhỏ 2 6.4 4.5 Sét, xám xanh, dẻo cứng 3 7.5 1.1 Sét pha, xámđen, dẻochảy. 4 13.4 5.9 Sét pha, xám tro, dẻo mềm 5 19.0 5.6 Sét pha nâu xám, nâu vàng, dẻo cứng 6 21.5 2.5 Cát pha, xám vàng, xám tối, dẻo 7 26.0 4.5 Cát bụi, xám vàng, chặt vừa 8 34.0 8.0 Cát hạt nhỏ, xám vàng, chặt vừa 9 37.9 3.9 Đất sỏi lẫn cuội, xám vàng, rất chặt 10 44.8 6.9 Cát hạt trung, xám vàng, chặt 11 56.1 11.3 Cuội sỏi, xám vàng, xám đen, rất chặt VII.3.2.5. Các yêu cầu kỹ thuật khi khoan Khi khoan mở lỗ phải có dụng cụ định hướng tránh khoan xiên. Trong quá trình khoan phải tiến hành chống ống để gia cố thành lỗ khoan và định hướng cho lỗ khoan đi thẳng và định đúng hướng. Trước khi lấy mẫu nguyên dạng cần phải thổi rửa sạch đáy lỗ khoan, sau đó mới hạ dụng cụ lấy mẫu xuống. VII.3.2.6. Nội dung theo dõi và chỉnh lý tài liệu khoan Nội dung theo dõi: - Theo dõi chính xác chiều sâu thăm dò. - Theo dõi công tác lấy mẫu. - Theo dõi mực nước ngầm xuất hiện. Nội dung mô tả: Trong suốt quá trình khoan tiến hành mô tả chi tiết các đặc điểm về thành phần về màu sắc,trạng thái tính chất, cấu tạo của lớp đất đá khoan qua. Ngoài ra cần phải chú ý đến số lượng mẫu và tốc độ khoan. Chỉnh lý tài liệu khi khoan: - Chỉnh lý mô tả từ trên xuống dưới chính xác và chi tiết. - Sau khi kết thúc lỗ khoan phải lập trụ hố khoan theo tỷ lệ yêu cầu, trên đó thể hiện chiều sâu mặt lớp, đáy lớp, chiều dày lớp,thành phần thạch học của từng lớp. Sau đó lập mặt cắt lỗ khoan chính xác. Công tác an toàn: Trong công tác khoan thường hay xảy ra tai nạn do không chấp hành đúng quy định về an toàn lao động. Để đảm bảo công tác an toàn lao động trong quá trình khoan, trước hết tất cả các cán bộ kỹ thuật và công nhân khoan phải chấp hành đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật trong quy định trình kỹ thuật khoan, tổ trưởng phải thường xuyên nhắc nhở mọi người chấp hành, kiểm tra công tác dựng hạ tháp, di chuyến tháp khoan, tháo lắp dụng cụ. Khi làm việc phải mang đầy đủ các dụng cụ bảo hộ như giầy, mũ cứng, găng tay, quần áo bảo hộ lao động. VII.4. Công tác lấy mẫu VII.4.1. Mục đích Sơ đồ bố trí các lỗ khoan thăm dò. Công tác lấy mẫu để thí nghiệm nhằm mục đích xác định chính xác trạng thái, thành phần hạt và tích chất cơ lý của đất, xác định thành phần hoá học, tính chất vật lý của nước dưới đất và lưu trữ để theo dõi và đối chấp khi cần thiết. VII.4.2. Yêu cầu, khối lượng, cách lấy và bảo quản mẫu VII.4.2.1. Mẫu đất Gồm hai loại là mẫu lưu trữ và mẫu thí nghiệm - Mẫu lưu trữ lấy về nhằm mục đích đối chiếu, kiểm tra khi cần thiết. Trong khoan khảo sát cứ 1m lấy một mẫu lưu trữ và hộp đựng mẫu có chia ô nhỏ và đánh thứ tự theo chiều sâu, số hiệu hố khoan hộp mẫu lưu trữ có kích thước 50x20x5. Khối lượng mẫu dự kiến lấy là 250 mẫu. Với số lượng mẫu và kích thước hộp mẫu như trên thì số lượng hộp là 10 hộp. Hình VII.3: Hộp đựng mẫu - Mẫu thí nghiệm: gồm mẫu nguyên dạng và mẫu không nguyên dạng: + Mẫu nguyên dạng: Được lấy nhằm xác định các chỉ tiêu cơ lý, thường lấy mẫu có kích thước f90, L=20-:-22cm. Khoảng cách lấy mẫu có thể dựa vào quy phạm hay kinh nghiệm. Tuy nhiên vẫn phải đảm bảo theo nguyên tắc: Số lượng mẫu trong một đơn nguyên địa chất công trình phải đủ để chỉnh lý tài liệu cho thiết kế. Khoảng cách lấy mẫu cứ 2m lấy mẫu 1 lần và lấy so le các hố khoan. Theo TCVN 45-78 quy định mỗi một đơn nguyên địa chất công trình phải lấy tối thiểu 6 mẫu. Dự kiến khối lương mẫu lấy như sau: Cứ 2 m lấy 1 mẫu. Tổng số mẫu: 125 mẫu. Trong đó có: 50 mẫu nguyên dạng và 75 mẫu không nguyên dạng. * Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu Khi khoan đến độ sâu lấy mẫu, dừng khoan, vét sạch đáy lỗ khoan, thả bộ dụng cụ xuống, đóng và ấn ống mẫu vào đất khoảng 30-40cm, cắt mẫu và lấy mẫu lên. Mẫu lấy lên cho vào hộp bảo bảo quản đặt vào đầu trên của mẫu một thẻ mẫu dán ở ngoài một thẻ mẫu khác. Mẫu đặt trong hộp bảo quản được bọc bằng vải màn tẩm Parafin. Mẫu lấy xong xếp và bọc lót cẩn thận vào hòm rồi chuyển về phòng thí nghiệm và không được để mẫu quá nửa tháng. + Mẫu không nguyên dạng: Mẫu lấy để xác định thành phần hạt và các chỉ tiêu vật lý, mẫu không nguyên dạng lấy ở các lớp đất không lấy được mẫu nguyên dạng khối lương mẫu lấy khoảng 75 mẫu. Lớp mẫu lên cho vào túi nilông, đặt thẻ mẫu vào rồi buộc kín. Bảng VII.4:Nội dung thẻ mẫu Tên cơ quan khảo sát thiết kế Mẫu đất thí nghiệm Công trình: Mô tả mẫu đất: Số hiệu hố khoan: Loại mẫu: Số hiệu mẫu: Độ sâu lấy mẫu từ...m đến...m Loại dụng cụ lấy mẫu: Ghi chú: Ngày lấy mẫu: Ngày.....tháng.....năm Đơn vị lấy mẫu Người lấy mẫu VII.4.2.2. Mẫu nước Thường được lấy để phân tích thành phần hoá học của nước và đánh giá khả năng ăn mòn của vật liệu xây dựng. Phương pháp lấy mẫu nước: Khi khoan thấy xuất hiện mực nước ngầm thì ngừng khoan, đợi cho mực nước khoan ổn định, tiến hành lấy mẫu. Trước khi lấy nước đựng vào chai cần phải tráng chai bằng chính nước ở lỗ khoan ấy 3 lần. Mỗi mẫu lấy 2 chai, trong đó có 1 chai được cho thêm 5 gam CaCO3 vào để cố định hàm lượng CO2 trong đó lấy xong cần gắn xi dán eteket, bảo quản và chuyển ngay về phòng thí nghiệm. Mỗi lỗ khoan lấy 2 mẫu nước. Khối lượng mẫu nước 10 mẫu. Bảng VII.5: Nội dung phiếu mẫu nước Tên cơ quản khảo sát thiết kế. Mẫu nước thí nghiệm Công trình: Loại mẫu thí nghiệm: Lượng chất cho thêm vào mẫu: Chỗ thí nghiệm: Loại nguồn nước: Vị trí lấy mẫu: Độ sâu chặn ống vách khi lấy mẫu: Độ sâu thả ống lấy mẫu từ .....đến.... Số lượng... chai 1lit,...chai 0.5lít Chai số: Dụng cụ lấy mẫu: Thời điểm lấy mẫu: ..giờ, ngày.., tháng ......, năm.... Nhiệt độ không khí: Đơn vị lấy mẫu: Người lấy mẫu: Nhiệt độ lớp nước: VII.5. Công tác thí nghiệm trong phòng VII.5.1. Mục đích Công tác thí nghiệm trong phòng nhằm xác định thành phần hạt, tính chất cơ lý của các mẫu đất, đồng thời phân tích thành phần hoá học, tính chất vật lý của nước dưới đất và trên mặt. Trên cơ sở đó giúp ta đánh giá chính xác điều kiện địa chất công trình của khu vực xây dựng, giúp cho việc tính toán thiết kế công trình, tìm các biện pháp khắc phục điều kiện địa chất công trình bất lợi. VII.5.2. Yêu cầu thí nghiệm VII.5.2.1. Mẫu đất nguyên dạng Gồm các chỉ tiêu: Bảng VII.6: Bảng tính chỉ tiêu cơ lý STT Chỉ tiêu cơ lý Phương pháp thí nghiệm 1 Độ ẩm tự nhiên W(%) Sấy khô ở nhiệt độ 105 0 C 2 Khối lượng thể tích tự nhiên gW(g/cm3) Dao vòng 3 Độ ẩm giới hạn chảy Wch (%) Quả truỳ Vaxiliep 4 Độ ẩm giới hạn dẻo Wd(%) Lăn đất trên kính mờ 5 Thành phần hạt(%) Tỷ trọng kế, rây 6 Góc ma sát trong j Lực dính kết c Cắt nhanh không thoát nước bằng máy cắt phẳng 7 Hệ số nén lún a 1-2(cm2/kg) Nén nhanh không nở hông ở các cấp áp lực STT Các chỉ tiêu ký hiệu đơn vị công thức tính 1 Độ lỗ rỗng n % n = 1 - 2 Hệ số lỗ rỗng e0 % e0 = - 1 3 Hệ số bão hòa G % G = 4 Chỉ số dẻo IP % IP = WL - WP 5 Độ sệt IS IS = 6 Môđun tổng biến dạng E0 kG/ cm2 E0 = b..mk 7 áp lực tính toán quy ước R0 kG/ cm2 R0 = m.[(A.b + B.h).gW + C.D] Bảng VII.7: Các chỉ tiêu dẫn xuất tính toán VII.5.2.2. Mẫu không nguyên dạng Đối với mẫu không nguyên dạng (cát) chỉ tiến hành thí nghiệm xác định thành phần hạt, hệ số rỗng lớn nhất và nhỏ nhất, góc nghỉ khi ướt và khô. VII.5.2.3. Mẫu nước Tiến hành phân tích các thành phần: Cation: Ca2+, Mg2+, Fe2+, (K+,Na+), NH4+, Anion: HCO-3, Cl-, SO42-, NO3-và một số ion phụ khác. Xác định màu sắc, mùi vị nhiệt độ Xác định pH bằng giấy quỳ hoặc dung dịch chỉ thị màu( phenoltalin) Xác định tổng độ cứng tạm thời và vĩnh viễn, CO2 tự do, CO2 ăn mòn. Ngoài ra, còn xác định hàm lượng CO2 tự do và hàm lượng CO2 ăn mòn, độ pH của nước. Các chỉ tiêu phân tích được biểu diễn bằng công thức Cuốclốp và gọi tên nước. VII.6. Công tác thí nghiệm ngoài trời Để thu đựơc những số liệu gần thực tế hơn, đảm bảo nguyên dạng của đất, cung cấp số liệu phục vụ cho thiết kế.Trong giai đoạn này, công tác thí nghiệm ngoài trời là xuyên tiêu chuẩn SPT. VII.6.1. Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn VII.6.1.1. Mục đích - Xác định chính xác ranh giới địa tầng. - Xác định độ chặt của đất cát, trạng thái của đất loại sét và một số chỉ tiêu cơ lý của đất nền VII.6.1.2. Các thông số kỹ thuật ống mẫu dài 813mm. Chiều dài buồng mẫu 635mm. Đường kính trong 35mm. Đường kính ngoài 52mm. ống SPT là ống mẫu chẻ phía trên có lồ thoát nước, đầu dưới có chỗ nối để nối cần và búa (Hình vẽ số VII.2) . Búa có trọng lượnh 63,5kg chiều cao rơi tự do 760mm. Búa được cạp và kéo nên thả rơi tự do. Hình VII.4 VII.6.1.3. Nguyên tắc bố trí xuyên tiêu chuẩn và chiều sâu xuyên SPT được tiến hành ở tất cả các hố khoan cứ 2m tiến hành 1 điểm do đó tổ số điểm thí nghiệm dự kiến là 126 điểm. VII.6.1.4. Cách tiến hành thí nghiệm Khoan đến độ sâu thiết kế thì tiến hành vét sạch hố khoan, thả bộ dụng cụ xuyên xuống, tiến hành xuyên bằng cách thả búa tiêu chuẩn nặng 63.5 kg rơi từ độ cao tiêu chuẩn 76.2 cm , búa rơi được bộ phận cặp nhả tự động , tiến hành xuyên 3 hiệp liên lục , lấy số búa của 2 hiệp cuối làm giá trị xuyên tiêu chuẩn N. VII.6.1.5. Chỉnh lý tài liệu xuyên SPT Kết quả xuyên SPT cho phép xác định N là số búa để mũi xuyên đi vào trong đất 30 cm . Khi có giá trị N cần hiệu chỉnh theo bảng (VII.8) Bảng VII.8: Hiệu chỉnh giá trị SPT Độ sâu(m) 0 - 5 5 - 10 10 - 15 15 - 20 20 -25 áp lực quá tải (kG/cm2) 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 Số hiệu chỉnh 1.0 0.8 0.6 0.5 0.45 Giá trị N hiệu chỉnh bằng N nhân với số hiệu chỉnh trong bảng . Trường hợp cát pha trạng thái chảy lỏng chứa hứu cơ phân huỷ phân bố dưới mực nước ngầm thì xác định như sau : - Nếu N’ đo được >15 có số hiệu chỉnh là : N = 15 + 1/ 2 . (N’ - 15) - Nếu N’ < 15 thì không cần hiệu chỉnh Trong đó : N’ là giá trị xuyên đo thực tế Xác định độ chặt của đất cát và đất sét dựa vào bảng của Tezaghi - Peck như sau: Bảng VII.9: Trạng thái của đất cát theo SPT N Độ chặt của đất loại cát 0 - 4 4 - 10 10 - 30 30 - 50 > 50 Rất rời Rời Chặt vừa Chặt Rất chặt Bảng VII.10: Trạng thái của đất loại sét theoSPT Trạng thái của đất loại sét N áp lực chịu tải cho phép (kG/cm2) Chảy Dẻo chảy Dẻo mềm Dẻo cứng Nửa cứng Cứng 0 - 2 2 - 4 4 - 8 8 - 15 15 - 30 > 30 0,22 0,22 - 0,45 0,45 - 0,9 0,9 - 1,8 1,8 - 3,6 > 3,6 VII.7. Công tác chỉnh lý và viết báo cáo VII.7.1. Mục đích Công tác chỉnh lý viết báo cáo nhằm thu thập, tổng hợp tất cả các tài liệu, phát hiện ra các chỗ không hợp lý để bổ xung kịp thời. Từ kết quả đó viết báo cáo đánh giá điều kiện địa chất công trình khu vực nghiên cứu. VII.7.2. Nội dung, khối lượng và công tác tiến hành VII.7.2.1. Nội dung chỉnh lý các tài liệu - Tài liệu khoan: tiến hành chỉnh lý sổ nhật ký khoan, lập hình trụ hố khoan, kiểm tra lại bảng mô tả. - Tài liệu xuyên: Vẽ các biểu đồ xuyên, chỉnh lý kết quả. - Thí nghiệm trong phòng, kết hợp với kết quả xuyên cùng kết quả thí nghiệm ngoài trời để phân chia đơn nguyên địa chất công trình, lập bảng chỉ tiêu cơ lý của đất, xác định giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các chỉ tiêu cơ lý của đất nền, đánh giá khả năng chịu tải của đất nền. Với mẫu nước gọi tên nước, đánh giá khả năng ăn mòn của nước đối với bê tông, vật liệu làm móng. Dựa vào kết quả chỉnh lý tài liệu trên, tiến hành lập mặt cắt địa chất công trình và viết báo cáo với nội dung chủ yếu sau: VII.7.2.2. Nội dung báo cáo Từ kết quả chỉnh lý tài liệu, tiến hành viết báo cáo địa chất công trình cho giai đoạn thiết kế thi công với nội dung như sau: 1. Mở đầu + Nêu cơ sở pháp lý của việc tiến hành khảo sát + Sơ lược về công trình và thoả thuận về nội dung khảo sát + Sơ lược về thời gian, đơn vị, người chịu trách nhiệm công tác + Các tiêu chuẩn khảo sát và khối lượng đã thực hiện. 2. Đánh giá điều kiện địa chất công trình khu vực xây dựng + Điều kiện địa hình địa mạo + Địa tầng và tính chất cơ lý + Điều kiện địa chất thuỷ văn + Quá trình và các hiện tượng địa chất động lực 3. Kết luận và kiến nghị + Đưa ra những nhận xét chung về điều kiện địa chất công trình. + Kiến nghị các giải pháp móng cho công trình, lớp đất đặt móng và các vấn đề phát sinh trong quá trình thi công. Phụ lục kèm theo : - Sơ đồ bố trí các công tác thăm dò. - Mặt cắt của địa chất công trình theo tuyến. - Bảng chỉ tiêu cơ lí của đất nền. - Hình trụ lỗ khoan . - Tài liệu xuyên tiêu chuẩn SPT. - Tài liệu thí nghiệm trong phòng. Chương VIII Dự trù nhân lực, vật tư và kinh phí cho khảo sát ĐCCT Căn cứ vào quy chế quản lý đầu tư và xây dựng ban hành nghị định số 52/1999NĐ - CP ngày 08 tháng 7 năm 1999 của chính phủ, nghị định số 12/2000/NĐ - CP ngày 5 tháng 5 năm 2000 của chính phủ về việc sửa đổi, bổ sung một số điều của quy chế quản lý đầu tư và xây dựng ban hành kèm theo nghị định số 52/1999NĐ CP ngày 8 tháng 7 năm 1999 của chính phủ. Căn cứ vào nghị định số 15/CP ngày 4 tháng 3 năm 1994 của Chính Phủ quy định về chức năng, nhiệm vụ quyền hạn và cơ cấu tổ chức của BXD Căn cứ vào Công văn số 830/BXD - VKT ngày 18/5/2001 của Bộ trưởng Xây Dựng về việc thoả thuận ban hành đơn giá khảo sát xây dựng thành phố Hà Nội. Căn cứ vào thông tư số 07/2000TT - BXD ngày 12/7/2000 về việc hướng dẫn lập và quản lý giá khảo sát xây dựng Căn cứ vào khối lượng công việc và thời gian yêu cầu hoàn thành . Tôi dự trừ kinh phí, thời gian nhân lực và thiết bị cho các dạng khảo sát như sau: VIII.1. Tổ chức thi công VIII.1.1. Dự trù thời gian 1. Công tác thu thập tài liệu Dựa vào khối lượng tài liệu cần thu thập, tôi dự kiến thời gian cho công tác này là 4 ngày. 2. Công tác trắc địa Công tác trắc địa dự kiến thời gian là 3 ngày để khống chế mặt bằng, triển điểm và cao độ các lỗ khoan, từ bản vẽ ra thực địa và ngược lại chỉnh lý tài liệu trắc địa. 3. Công tác khoan Với công tác khoan lấy mẫu, Tôi dùng máy khoan XJ - 100. Khoan 5 lỗ khoan sâu 50m, trong đó: Đất đá cấp I - III: 45 m Đất đá cấp IV- VI: 5 m Bảng VIII.1 STT Cấp đất đá Phương pháp khoan Số m khoan (m) HS định mức cho1 m khoan Số ca làm việc 1 I - III Khoan xoay lấy mẫu 225 0.24 54 2 IV - VI Khoan xoay lấy mẫu 25 0.54 13.5 Tổng 250 67.5 Vậy với công tác khoan lấy mẫu, thời gian dự trù là: 68 ca làm việc tương ứng với 68 ngày làm việc phương án thi công trong 1.5tháng Thời gian công ngoài hiện trường:45.2/3 = 30 ngày Vậy số máy khoan cần dùng : 68/30 = 2.27 máy. Tôi dùng 3 máy khoan để thi công thì thời gian thi công còn 19 ngày. 4. Công tác thí nghiệm ngoài trời Với công tác thí nghiệm ngoài trời là thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT: Bảng VIII.2 STT Cấp đất đá Số lần xuyên tiêu chuẩn SPT HS định mức cho 1điểm xuyên tiêu chuẩn Số ca làm việc 1 I - III 113 0.1 11.3 2 IV - VI 13 0.15 1.95 Tổng 126 13.25 Vậy với công tác xyên tiêu chuẩn SPT, thời gian dự trù là: 14 ca tương ứng với 14 ngày, 5. Công tác thí nghiệm trong phòng Với công tác này tiến hành đồng thời với công tác khoan để đảm bảo tiến độ công trình. Thời gian dự kiến là 15 ngày 6. Công tác chỉnh lý tài liệu và viết báo cáo Công việc này được tiến hành cuối cùng. Chỉnh lý các số liệu khoan, xuyên tiêu chuẩnTôi dự kiến công việc trong 7 ngày. Từ đó tôi dự trù thời gian cho tất cả các công việc: Bảng VIII.3 STT Dạng công tác Tuần 1 2 3 4 5 6 7 1 Công tác thu thập tài liệu 2 Công tác trắc địa 3 Công tác khoan lấy mẫu 4 Công tác TN ngoài trời 5 Công tác TN trong phòng 6 Công tác chỉnh lý tài liệu và viết báo cáo VIII.2. Dự trù vật tư và nhân lực VIII.2.1. Dự trù vật tư 1. Cho công tác thu thập tài liệu Bảng VIII.4 STT Thiết bị - Vật tư Đơn vị Số lượng 1 Giấy can m 25 2 Giấy vẽ m 25 3 Giấy viết Quyển 20 4 Bút viết Chiếc 20 5 Bút vẽ Bộ 10 6 Mực can ml 500 7 Mực in ml 500 2. Thiết bị khoan, lấy mẫu và thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT. Căn cứ vào khối lượng, yêu cầu kỹ thuật, cấp đất đá và thời gian thực hiện. Trong phương án này sẽ sử dụng các thiết bị và vật tư như sau: Bảng VIII.5 STT Thiết bị vật tư Đơn vị Số lượng 1 Máy khoan XJ - 100 Cái 3 2 Máy bơm Cái 3 3 Cần khoan f 42 m 160 4 ống chống m 6 5 lưỡi khoan M1 Cái 15 lưỡi 6 Choòng khoan Cái 6 lưỡi 7 ống mẫu F 91 Cái 3 8 ống xuyên tiêu chuẩn SPT Cái 3 9 Tạ đóng SPT Bộ 3 10 Khoá F42 Cái 3 11 Khoá F76 - 91 Cái 6 12 Khoá F91 - 110 Cái 6 13 Búa lấy mẫu Cái 3 14 Gọng ô Cái 3 15 Vinka Cái 3 16 Công Cái 6 17 Hộp đựng mẫu Cái 60 18 Thẻ mẫu Cái 130 19 Chai đựng nước Cái 3 20 Túi bóng, băng dính Kg, cuộn 2; 6 4. Thiết bị đo trắc địa Công tác đo trắc địa được dự trù thực hiện trong 1 ngày do đó thiết bị gồm: - Máy toàn đạc điện tử SET 500: 1 máy - Gương sào: 2 bộ - Máy tính cá nhân: 1 cái VIII.2.2. Dự trù nhân lực Biên chế sản xuất căn cứ vào: - Khối lượng các dạng công tác - Định mức thời gian của các thiết bị - Thời gian thực hiện phương án một tháng Biên chế tổ chức các tổ sản xuất theo mô hình sau: Đội khảo sát Tổ khoan khảo sát Tổ trắc địa Tổ kỹ thuật hành chính + Tổ kỹ thuật hành chính: - 01 kỹ sư địa chất công trình: Trưởng phương án khảo sát - 03 kỹ sư địa chất công trình: Phụ trách kỹ thuật theo dõi công tác đo vẽ địa chất cồng trình, khoan và thí nghiệm SPT. + Tổ khoan khảo sát.(2 tổ) Bảng VII.6 STT Thành phần tổ Số lượng người 1 Tổ trưởng tổ khoan 03 2 Công nhân 18 + Tổ trắc địa Bảng VIII.7 STT Thành phần tổ Số lượng người 1 Tổ trưởng - KS trắc địa 01 2 Máy trưởng - Trung cấp trắc địa 01 3 Công nhân chạy mia 02 VIII.4. Dự trù kinh phí Để dự trù kinh phí cho phương án khảo sát được dựa vào: + Đơn giá khảo sát xây dựng thành phố Hà Nội (ban hành kèm theo Quyết định số 30/2001/QĐ-UB ngày 30/5/2001 của Uỷ ban nhân dân thành phố Hà Nội). + Thông tư 122/2000/TT-BTC của Bộ Tài chính ngày 29/12/2000 về Luật thuế GTGT. + Thông tư 16/2005/TT-BXD ngày 13/10/2005 của Bộ Xây dựng hướng dẫn điều chỉnh dự toán XDCB. Đơn giá với từng dạng công tác như sau: Bảng VIII.9 Tên công việc Đơn vị tính Khối lượng Đơn giá ( đồng) HS điều chỉnh Thành tiền ( đồng) Công tác thu thập tài liệu Thu thập báo cáo địa chất Báo cáo 1 200.000 1,46 292.000 Thu thập bản đồ địa chất Báo cáo 1 200.000 1,46 292.000 Công tác trắc địa Công tác khống chế mặt bằng đường chuyền cấp 1, địa hình cấp 1 Điểm 5 882.400 1,46 644.200 Công tác khống chế độ cao thuỷ chuẩn hạng IV, địa hình cấp I Điểm 5 290.100 1,46 211.800 Công tác khoan xoay lấy mẫu 5lỗ x 50 m Đất cấp I-III: 5x 45m; m 225 312.100 1,46 102.524.850 Đất cấp IV-VI: 5 x 5m m 25 543.900 1,46 19.852.350 Công tác thí nghiệm trong phòng Lấy và thí nghiệm mẫu nguyên dạng 9 chỉ tiêu mẫu 50 229.400 1,46 16.746.200 Lấy và thí nghiệm không nguyên dạng mẫu 75 239.360 1,46 26.209.920 Lấy và thí nghiệm mẫu nước toàn phần mẫu 1 358.500 1,46 523.410 Lấy và thí nghiệm mẫu ăn mòn bê tông mẫu 1 250.950 1,46 366.387 Công tác thí nghiệm ngoài trời Thí nghiệm SPT đất cấp I - III lần 113 166.400 1,46 27.452.672 Thí nghiệm SPT đất cấp IV - VI lần 13 227.000 1,46 4.308.460 Cộng ( 1+2+3+4+5) 199.424.249 Công tác chỉnh lý và viết báo cáo là 5 % tổng kinh phí Vận chuyển máy, thiết bị lần 3 500.000 1,00 1.500.000 Thuế VAT ( 10%) 20.042.425 Tổng kinh phí 180.881.824 Tổng kinh phí cho phương án khảo sát (làm tròn): 180.881.824 (Một trăm tám mươi triệu tám trăm tám mốt nghìn tám trăm hai mươi tư nghìn) Vậy phương án khảo sát đã được dự trù kinh phí và vật tư đầy đủ. Kết Luận Sau gần 3 tháng làm đồ án tốt nghiệp vối sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của thầy giáo GVC. Nguyễn Hồng, đồ án của tôi đã được hoàn thành đúng thời gian quy định, đạt được yêu cầu đưa ra của đề tài. Nội dung đồ án được nghiên cứu rất kỹ và thu thập rất nhiều các tài liệu. Công tác khảo sát, phương pháp tính toán thiết kế các công trình thăm dò phục vụ cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật được thực hiện rất chi tiết, tính toán thiết kế móng tối ưu, phù hợp và kinh tế. Qua đồ án này giúp tôi có thêm nhiều kiến thức để tính toán thiết kế cho nhiều khu vực khác nhau, đánh giá được điều kiện địa chất công trình cho từng công trình cụ thể. Đưa ra giải pháp móng hợp lý cho công trình làm việc ổn định, biết tính toán, đưa ra các phương pháp thăm dò và thi công công trình phù hợp với điều kiện địa hình và kinh tế nhất. Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để bản đồ án này được hoàn thiện hơn nữa. Qua đồ án, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn GVC. Nguyễn Hồng, các thầy cô giáo trong bộ môn ĐCCT và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi hoàn thành tốt đồ án của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Tháng 6 năm 2006 Sinh viên thực hiện Vũ tiến hán