BÁO CÁO KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 1 1. Cấu trúc địa chất khu vực xây dựng. Mô tả sơ bộ cấu tạo địa chất khu vực: Tại lỗ khoan BH1, khoan xuống cao độ là - 34m, gặp 3 lớp đất như sau:  Lớp 1: Lớp 1 là lớp bùn sét, có màu xám, xám đen, lẫn hữu cơ. Chiều dày của lớp xác định được ở BH1 là 11.30 m, cao độ mặt lớp là 0.00m, cao độ đáy là -11.30 m. Lớp đất có độ ẩm W = 59.1%, độ bão hòa S r = 98.4%. Lớp đất ở trạng thái chảy, có độ sệt I L = 1.14  Lớp 2: Lớp 2 là lớp sét màu xám vàng, trạng thái dẻo cứng, phân bố dưới lớp 1. Chiều dày của lớp là 15.20m, cao độ mặt lớp là -11.30m, cao độ đáy là -26.70m. Lớp đất có độ ẩm W = 29.7%, độ bão hòa S r = 98.8%. Lớp đất ở trạng thái chảy, có độ sệt I L = 0.33  Lớp 3: Lớp thứ 3 gặp ở BH1 là lớp sét, màu xám vàng, xám xanh, nâu đỏ loang lổ, trạng thái nửa cứng, phân bố dưới lớp 2. Chiều dày của lớp là 7.3 m, cao độ mặt lớp là -26.7 m, cao độ đáy lớp là -34.00. Lớp đất có độ ẩm W = 21.5%, độ bão hòa S r = 97.2%. Lớp đất ở trạng thái chảy, có độ sệt I L = 0.14 2. Nhận xét và kiến nghị Theo tài liệu khảo sát địa chất công trình, phạm vi nghiên cứu và qui mô công trình dự kiến xây dựng, em xin có một số nhận xét và kiến nghị sau: • Nhận xét: + Điều kiện địa chất công trình trong phạm vi khảo sát nhìn chung là khá phức tạp, có nhiều lớp đất phân bố và thay đổi khá phức tạp. + Lớp đất số 1 là lớp đất yếu do chỉ số xuyên tiêu chuẩn và sức chịu tải nhỏ, lớp 2, 3 có trị số SPT và sức chịu tải khá cao. (Lớp 2: I L = 0.33; SPT > 15; Lớp 3: I L = 0.14, SPT cao) + Lớp đất số 1 dễ bị lún sụt khi xây dựng trụ cầu tại đây. • Kiến nghị + Với các đặc điểm địa chất công trình tại đây, nên sử dụng giải pháp móng cọc ma sát bằng BTCT cho công trình cầu và lấy lớp đất số 3 làm tầng tựa cọc. + Nên để cho cọc ngập sâu vào lớp đất số 3 để tận dụng khả năng chịu ma sát của cọc. 2 PHẦN II THIẾT KẾ KĨ THUẬT 1. Lựa chọn kích thước công trình và bố trí cọc trong móng 3 1.1. Lựa chọn kích thước và cao độ bệ móng, mũi cọc. 1.1.1. Cao độ đỉnh trụ (CĐĐT). Vị trí xây dựng trụ cầu ở xa bờ và phải đảm bảo thông thuyền và sự thay đổi mực nước giữa MNCN và MNTN là tương đối cao. Xét cả điều kiện mỹ quan trên sông, ta chọn các giá trị cao độ như sau: Cao độ đỉnh trụ CĐĐT chọn như sau: .3.0 1 max m HMNTT mMNCN tt −       + + Trong đó: + MNCN: Mực nước cao nhất, MNCN = 4,5 m + MNTT: Mực nước thông thuyền + tt H : Chiều cao thông thuyền, Ở đây theo số liệu cho thì sông không thông thuyền Ta có :  CĐĐT = 4,5 + 1 – 0.3 = 5,2 m. Vậy: CĐĐT = + 5,2 m 1.1.2. Cao độ đỉnh bệ (CĐĐB). CĐĐB ≤ MNTN - 0.5m MNTN = 2,0 m  CĐĐB ≤ 2,0 - 0,5 = 1,5 m Vậy Chọn cao độ đỉnh bệ là: CĐĐB = + 1,5 m. 1.1.3. Cao độ đáy bệ. Cao độ đáy bệ = CĐĐB - H b Trong đó: H b : Chiều dày bệ móng (H b = mm 25.1 ÷ ). Chọn H b = 2 m.  Cao độ đáy bệ = 1,5 - 2.0 = - 0.5 m. Vậy chọn các thông số thiết kế như sau: 4 Hình 2: Tổng hợp các thông số thiết kế Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = + 5,2 m Cao độ đỉnh bệ: CĐĐB = + 1,5 m Cao độ đáy bệ là: CĐĐAB = - 0,5 m Bề dầy bệ móng: H b = 2 m. Chiều dày mũ trụ: CDMT = 0,8 + 0,6 = 1,4 m 1.1.4. Chọn kích thước và cao độ mũi cọc.  Chọn cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, cọc có kích thước là 0.45x0.45m; được đóng vào lớp số 3 là lớp sét ở trạng thái nửa cứng. Ngoài ra mũi cọc được đặt vào trong lớp đất chịu lực tối thiểu là 5d. Vậy, chọn cao độ mũi cọc là – 30.50m Như vậy cọc được đóng vào trong lớp đất 3 có chiều sâu là 3.30m  Chiều dài của cọc (L c ) được xác định như sau: L c = CĐĐB - H b - CĐMC L c = 1.5 - 2.0 - (- 30.50) = 30 m. Trong đó: CĐĐB = 1.5 m: Cao độ đỉnh bệ H b = 2.0 m: Chiều dày bệ móng CĐMC = - 30.50 m: Cao độ mũi cọc  Kiểm tra: 7067.66 45.0 30 ≤== d c L => Thoả mãn yêu cầu về độ mảnh.  Tổng chiều dài đúc cọc sẽ là: L cd = L c + 1m = 30 + 1m = 31m. Cọc được tổ hợp từ 3 đốt cọc với tổng chiều dài đúc cọc là: 31 m = (2 x 10 + 11)m. Như vậy hai đốt thân cọc chiều dài là 10m và đốt mũi có chiều dài 11m. Các đốt cọc sẽ được nối với nhau bằng hàn trong quá trình thi công đóng cọc. 2. Lập tổ hợp tải trọng tác tại đỉnh bệ với MNTN 2.1. Tính toán thể tích trụ 5 2.1.1. Tính chiều cao thân trụ Chiều cao thân trụ H tr : H tr = CĐĐT - CĐĐB - CDMT. H tr = 5.2 – 1.5 - 1.4 = 2.3 m. Trong đó: Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = +5.2 m Cao độ đỉnh bệ: CĐĐB = + 1.0 m Chiều dày mũ trụ: CDMT = 0.8 + 0.6 = 1.4m. 2.1.2. Thể tích toàn phần (không kể bệ cọc). NGANG CÇU DäC CÇU 150 800 25150 25 450 No Mo Ho 170 80 2512025 230 60 V1 V2 V3 Hình 3: Phân chia tính thể tích trụ Thể tích trụ toàn phần V tr : V tr = V 1 + V 2 + V 3 = = 3.2)2.1)2.15.4( 4 2.1 (6.07.1 2 )225.05.48( 8.07.18 2 ××−+ × +×× ×++ +×× π = 10.88 + 6.63 + 11.71 = 29.22m 3 . 2.1.2. Thể tích phần trụ ngập nước (không kể bệ cọc). Thể tích trụ toàn phần V tn : V tn = S tr x (MNTN - CĐĐB) = 3 55.2)5.10.2()2.1)2.15.4( 4 2 2.1 ( m =−××−+ × π Trong đó: MNTN = +2.0 m: Mực nước thấp nhất. CĐĐB = +1.5m: Cao độ đỉnh bệ. 6 S tr : Diện tích mặt cắt ngang thân trụ, m 2 . 2.2. Lập các tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN Tiến hành Tính các tải trọng: thẳng đứng. lực ngang và mômen đối với mặt cắt đỉnh bệ ứng với mặt cắt tự nhiên. Đề bài đã cho ta Tải trọng ở TTGHSD ta phải tiếp tục tính ở TTGHCĐ Bảng 1: Tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN Tải trọng Đơn vị TTSD o t N - Tĩnh tải thẳng đứng kN 6000 o h N - Hoạt tải thẳng đứng kN 3200 h H - Hoạt tải nằm ngang kN 130 o M - Hoạt tải mômen kN.m 1100 Hệ số tải trọng: Hoạt tải: n = 1,75 Tĩnh tải: n = 1,25 γ bt = 24,50 (kN/m 3 ): Trọng lượng riêng của bê tông. γ n = 9,81 (kN/m 3 ): Trọng lượng riêng của nước 2.2.1. Tổ hợp tải trọng theo phương dọc ở TTGHSD.  Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn dọc cầu: N tt tnntrbt o t o h tc VVNNN ×−×++= γγ )( = tc N 3200 + (6000 + 24.50 x 29.22) – 9.81 x 2.55 = 9890.87 kN  Tải trọng ngang tiêu chuẩn dọc cầu: H tc = H o = 130 kN  Mômen tiêu chuẩn dọc cầu: ×+= o h otc HMM (CĐĐT – CĐĐB) ) 5.12.5(1301100 −×+ = tc M =1581 kN.m 2.2.2. Tổ hợp tải trọng theo phương dọc cầu ở TTGHCĐ.  Tải trọng thẳng đứng tính toán dọc cầu tn V n tr V bt o t N o h N tt N ×−×+×+×= γγ )(25,175,1 55,281.9)22,2950,246000(25,1320075,1 ×−×+×+×= tt N 7 = tt N 13969,85 kN  Tải trọng ngang tính toán dọc cầu: H tt = 1.75x o h H = 1.75x130 =227,5 kN.  Mômen tính toán dọc cầu: ××+×= o h ott HMM 75.175.1 (CĐĐT – CĐĐB) )5.12,5(13075.1110075.1 −××+×= tt M =2766,75 kN.m Bảng 2: Tổng hợp tải trọng tác dụng theo phương dọc cầu với MNTN Tải trọng Đơn vị TTGHSD TTGHCĐ Tải trọng thẳng đứng kN 9890,87 13969,85 Tải trọng ngang kN 130 227,5 Mômen kN.m 1581 2766,75 8 3. Xác định sức kháng nén dọc trục của cọc đơn 3.1. Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu. Chọn vật liệu + Cọc bê tông cốt thép + Tiết diện của cọc hình vuông: 0.45m x 0.45m + Bê tông có ' c f = 28MPa + Thép ASTM A615, có y f = 420 MPa Bố trí cốt thép trong cọc + Cốt chủ : Chọn 8#24, bố trí xuyên suốt chiều dài cọc. + Cốt đai : Chọn thép ∅ 8 2@175=350 450 50 450 2@175=350 50 50 50 Hình 4. Mặt cắt ngang cọc BTCT  Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu P R Dùng cốt đai thường, ta có: P R = ϕxP n = ϕx 0.8x{0.85x ' c f x(A g – A st ) + f y xA st } Trong đó: ϕ : Hệ số sức kháng của bê tông, ϕ = 0.75 ' c f : Cường độ nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày ( MPa) y f : Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép ( MPa). A g : Diện tích mặt cắt nguyên của cọc, A g = 450x450 = 202500mm 2 A st : Diện tích cốt thép, A st = 8x387=3096mm 2 Vậy: P R = 0.75x0.8x{0.85x28x(202500– 3096) + 420x3096} = 3925222.78N ≈ 3925.23KN. 9 3.2. Sức kháng nén dọc trục theo đất nền Q R Sức kháng nén dọc trục theo đất nền được xác định như sau: Q R = sqspqp QQ ϕ+ϕ Với: sss A.qQ = ; ppp A.qQ = Trong đó: Q p : Sức kháng mũi cọc (MPa) q p : Sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Q s : Sức kháng thân cọc (MPa) q s : Sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) A p : Diện tích mũi cọc ( mm 2 ) A s : Diện tích bề mặt thân cọc ( mm 2 ) qp ϕ : Hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc. qs ϕ : Hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc. vqs 7.0 λ=ϕ trong đất sét với 8.0 v =λ ta có: 56.0 qs =ϕ vq 7.0 λ=ϕ trong đất sét với 8.0 v =λ ta có: 56.0 q =ϕ 3.2.1. Sức kháng thân cọc Q s Do thân cọc ngàm trong 3 lớp đất, đều là lớp đất sét nên ta tính Q s phương theo phương pháp α.  Theo phương pháp α: Sức kháng đơn vị thân cọc q s như sau: us Sq α= Trong đó: S u : Cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình (Mpa), S u = C uu α : Hệ số kết dính phụ thuộc vào S u và tỷ số D b /D và hệ số dính được tra bảng theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05. Hình 10.7.3.3.2a-1 Ở đó D b là chiều sâu cọc trong lớp đất chịu lực, D: đường kính cọc Đồng thời ta cũng tham khảo công thức xác định α của API như sau : - Nếu S u ≤ 25 Kpa 0.1=α⇒ - Nếu 25 Kpa < S u < 75 Kpa       − −=α⇒ KPa50 KPa25S 5.01 u - Nếu S u ≥ 75 Kpa 5.0=α⇒  Lớp 1: Ta có: S u = 15.7 kN/m 2 = 15.7 kPa = 0.0157 MPa. Tham khảo công thức xác định α của API S u = 15.7 kN/m 2 ≤ 25 Kpa 0.1=α⇒  Lớp 2: Ta có: S u = 34.7 kN/m 2 = 34.7 kPa = 0.0347MPa. Sử dụng công thức của API với S u = 34,7 kPa ta có: 10 [...]... nhằm đảm bảo cho bê tông cọc không bị phá hoại do chịu ứng suất cục bộ trong quá trình đóng cọc 7.5 Vành đai thép đầu cọc Đầu cọc đợc bọc bằng một vành đai thép bằng thép bản có chiều dày bằng 10 mm nhằm mục đích bảo vệ bê tông đầu cọc không bị hỏng khi đóng cọc và ngoài ra còn có tác dụng để hàn nối các đốt cọc trong khi thi công với nhau 31 7.6 Cốt thép móc cẩu Cốt thép móc cẩu đợc chọn có đờng kính... rất thừa vì vậy ta có thể sử dụng luôn cốt thép móc cẩu làm móc treo khi đó ta không cần phải làm móc thứ 3 tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công và để cọc trong bãi Khoảng cách từ đầu mỗi đoạn cọc đến mỗi móc neo là a = 2 m = 2000 mm VIII Tính mối nối thi công cọc Ta sử dụng mối nối hàn để nối các đoạn cọc lại với nhau Mối nối phải đảm bảo cờng độ mối nối tơng đơng hoặc lớn hơn cờng độ cọc tại tiết . BÁO CÁO KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 1 1. Cấu trúc địa chất khu vực xây dựng. Mô tả sơ bộ cấu tạo địa chất khu vực: Tại lỗ khoan. 0.14 2. Nhận xét và kiến nghị Theo tài liệu khảo sát địa chất công trình, phạm vi nghiên cứu và qui mô công trình dự kiến xây dựng, em xin có một số nhận