Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu tính chất cơ lý đất nền và đề xuất phương án nền móng hợp lý phục vụ xây dựng công trình dân dụng tại các quận nội thành thành phố Hải Phòng
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001 : 2008 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ ĐẤT NỀN VÀ ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN NỀN MÓNG HỢP LÝ PHỤC VỤ XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG TẠI CÁC QUẬN NỘI THÀNH TP HẢI PHÒNG Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Đình Đức HẢI PHÕNG, 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HÀI PHÕNG ISO 9001 : 2008 NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ ĐẤT NỀN VÀ ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN NỀN MÓNG HỢP LÝ PHỤC VỤ XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG TẠI CÁC QUẬN NỘI THÀNH TP HẢI PHÒNG CHUYÊN NGÀNH: CƠ HỌC ĐẤT - NỀN MÓNG Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Đình Đức Các thành viên: - KS Trần Trọng Bính - KS Đào Hữu Đồng HẢI PHÕNG, 2012 LỜI CAM ĐOAN: Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu đề tài trung thực, kết nghiên cứu chủ nhiệm đề tài ngƣời tham gia thực hiện, tài liệu tham khảo đƣợc trích dẫn đầy đủ LỜI CẢM ƠN: Tôi xin chân thành cám ơn: - GS.TS NGƢT Trần Hữu Nghị - Hiệu trƣởng trƣờng đại học Dân Lập Hải Phòng tạo điều kiện kinh phí, thời gian cổ vũ đơng viên để nhóm nghiên cứu thực thành cơng đề tài - KS Nguyễn Đức Nghinh, TS Đoàn Văn Duẩn Tập thể cán GV khoa xây dựng - đại học Dân Lập Hải Phịng - có nhiều góp ý q báo cho nơi dung nghiên cứu đề tài Hải Phòng, tháng 11 năm 2012 Chủ nhiệm đề tài ký ghi rõ họ tên ThS Nguyễn Đình Đức I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hải Phòng thành phố lớn nƣớc, tam giác tăng trƣởng kinh tế vùng duyên hải Bắc Bộ Trong thập kỷ đầu kỷ 21, đặc biệt năm đầu hội nhập gần đây, trình xây dựng phát triển đô thị thành phố diễn mạnh mẽ Hàng loạt cơng trình kiến trúc cao tầng nhƣ nhà ở, trung tâm thƣơng mại, văn phịng đại diện, khách sạn, nhà máy, xí nghiệp đua mọc lên Tầm vóc, diện mạo thành phố thay da đổi thịt ngày Điều làm cho ngành xây dựng thành phố đứng trƣớc hội mới, hội tham gia sản xuất sản phẩm đặc biệt, cơng trình xây dựng có quy mơ lớn, cao tầng, có hội tiếp cận đến thành tựu khoa học công nghệ tiên tiến giới lĩnh vực thiết kế, thi công Trong lĩnh vực đầu tƣ phát triển, việc bỏ vốn đầu tƣ xây dựng cơng trình tiết kiệm đạt hiệu cao mục tiêu hàng đầu Đảng, nhà nƣớc ta Vấn đề tiết kiệm chi phí lĩnh vực đầu tƣ xây dựng cơng trình đƣợc chủ đầu tƣ quan tâm hàng đầu, chất lƣợng cơng tác khảo sát thiết kế có ý nghĩa định chất lƣợng giá thành cơng trình Trong cơng tác thiết kế cơng trình xây dựng, giải pháp thiết kế xử lý móng cơng trình chiếm vai trị quan trọng, có ý nghĩa định đến độ bền vững, tuổi thọ giá thành cơng trình, đặc biệt cơng trình cao tầng đặt đất yếu Trong cơng trình xây dựng, chi phí cho phần móng thƣờng chiếm tới 20% đến 30 %, chí lên tới 40% giá thành cơng trình xây dựng đất yếu địa chất phức tạp Vì lựa chọn giải pháp móng hợp lý vấn đề quan tâm hàng đầu nhà thiết kế Hải phòng nằm vùng đất bồi đắp đồng bắc bộ, mặt cắt đất phức tạp, khả chịu tải đất yếu, đòi hỏi phải xử lý gia cố trƣớc đặt tải cơng trình Để lựa chọn giải pháp thiết móng hợp lý vấn đề không đơn giản, phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm kỹ sƣ kết cấu công trình Song với đất Hải Phịng chƣa có tài liệu tổng kết ghi chép cụ thể cấu tạo mặt cắt địa chất nó, nhƣ chƣa có tài liệu dẫn định hƣớng cho ngƣời kỹ sƣ thiết kế chọn giải pháp xử lý móng theo loại quy mơ cơng trình cách hợp lý tin cậy nhằm giảm bớt chi phí thời gian, cơng sức việc thực lựa chọn phƣơng án kỹ thuật thiết kế nhƣ giảm chi phí cho phần móng, tức giảm chi phí cơng trình Ta biết rằng, việc lựa chọn giải pháp móng cơng trình phụ thuộc quy mơ, số tầng cao cơng trình Cơng trình thấp tầng, tải trọng nhẹ dùng móng nơng, móng gia cố cọc tre, cơng trình có chiều cao vừa phải dùng móng cọc ép, cọc đóng, cao dùng cọc khoan nhồi Ta biết rằng, giá thành cho chịu tải móng gia cố cọc tre, cọc ép, cọc đóng, cọc khoan nhồi khác Vấn đề đặt là, với đặc thù địa chất Hải Phịng, móng nơng đặt gia cố cọc tre dùng cho cơng trình quy mơ, số tầng là tối ƣu, điều đặt với móng cọc ép, cọc khoan nhồi, hay nói cách khác, với quy mô số tầng cho trƣớc, lựa chon giải pháp móng để cơng trình đảm bảo an toàn tiết kiệm Để giải đƣợc vấn đề đặt nhóm nghiên cứu thu thập nhiều hố sơ thiết kế cơng trình triển khai xây dựng thành phố Hải Phịng, thu thập tiến hành cơng tác khảo sát địa chất cơng trình nhiều vị trí địa bàn thành phố Hải Phịng Qua dựng lên tranh cấu tạo địa tầng, địa chất địa bàn Hải Phịng tính tốn cho nhiều giải pháp móng khác cơng trình xây dựng có số tầng khác Từ lựa chọn giải pháp hợp lý cho móng cơng trình II MỤC TIÊU ĐỀ TÀI : Làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc địa chất phân chia dạng mơ hình tự nhiên khu vực nghiên cứu Đánh giá hiệu kỹ thuật mốt số giải pháp móng áp dụng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu đề xuất giải pháp móng hợp lý cho cơng trình dân dụng có quy mơ khác xây dựng khu vực có điều kiện địa chất khác quận trung tâm đô thị thành phố Hải Phịng Sau đề tài hồn thành, với kết từ đề tài, lập dự án đầu tƣ lập thiết kế sở, thiết kế kỹ thuật, thiết kế vẽ thi công, biết quy mô cơng trình, ngƣời kỹ sƣ thiết kế lựa chọn giải pháp thiết kế móng cọc hợp lý nhất, khả thi nhất, đảm bảo điều kiện kỹ thuật nhƣ vệ sinh môi trƣờng đặc biệt giá thành hợp lý (rẻ ) Có thể khẳng định, với kết từ đề tài, nhà thiết kế lựa chọn giải pháp móng bƣớc thiết kế sở khái tốn mức đầu tƣ cho phần móng cọc cách tƣơng đối xác Khi có số liệu khảo sát chi tiết bƣớc thiết kế kỹ thuật, ngƣời kỹ sƣ thiết kế cần tính tốn số liệu chi tiết định xác thơng số móng III PHẠM VI NGHIÊN CỨU Khu vực đất phạm vi quận nội thành thanhg phố Hải Phòng Độ sâu nghiên cứu từ mặt đất tự nhiên đến độ sâu độ sâu 60 m Nghiên cứu giải pháp móng cơng trình dân dung ( nhà ở, văn phịng làm việc) quy mô mức tải trọng từ đến 21 tầng có dạng kết cấu khung, dầm sàn bê tơng cốt thép đổ chỗ, lƣới cột có bƣớc nhịp phạm vi từ đến 7m IV PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để giải mục tiêu nội dung nghiên cứu trên, đề tài sử dụng phối hợp phƣơng pháp nghiên cứu sau: Phƣơng pháp thu thập, kế thừa, phân tích tổng hợp có chọn lọc thơng tin kết nghiên cứu Trong q trình nghiên cứu có sử dụng chọn lọc kết thừa kết nghiên cứu đặc điểm điều kiện địa chất cơng trình nhằm giảm đƣợc thời gian, cơng sức tiết kiệm chi phí q trình nghiên cứu Phƣơng pháp địa chất: Nghiên cứu hình thành điều kiện địa chất cơng trình, đặc điểm địa mạo, đặc điểm địa chất thuỷ văn Phƣơng pháp thực nghiệm: Tiến hành thí nghiệm phịng nhằm xác định tính chất lý, thành phần đất đá Phƣơng pháp tính tốn lý thuyết Tính tốn định lƣợng q trình địa chất, giải pháp móng Phƣơng pháp tƣơng tự địa chất Đây phƣơng pháp có tính chất kinh nghiệm Dùng tài liệu địa chất khu vực nghiên cứu đầy đủ cho vùng có điều kiện địa chất tƣơng tự Từ giảm nhẹ đƣợc khối lƣợng khảo sát cho vùng, khu vực nghiên cứu nhằm rút ngắn thời gian chi phí khảo sát Phƣơng pháp xác suất thống kê toán học ứng dụng công nghệ thông tin: Phƣơng pháp đƣợc áp dung để tính tốn, xử lý kết thí nghiệm tính chất lý đất đá, tính tốn sức chịu tải, độ lún Phƣơng pháp kế thừa: Đề tài sử dụng kết tính tốn tải trọng cơng trình thiết kế đƣợc thẩm định cấp phép xây dựng khu vực nghiên cứu, để từ xác định mức tải đƣa vào tính tốn, Khuyến nghị phƣơng án xử lý móng xây dựng cơng trình V NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nghiên cứu phân chia dạng tự nhiên khu vực nghiên cứu Tìm hiểu số giải pháp móng áp dụng khu vực nghiên cứu thời gian vừa qua, phân tích hiệu đánh giá hiệu kỹ thuật giải pháp móng Các giải pháp móng gồm: Móng nơng, móng sâu (móng cọc ống, móng cọc bê tơng cốt thép, móng cọc khoan nhồi) Tính tốn khả chịu tải giải pháp móng cọc bê tơng cốt thép, cọc khoan nhồi, cọc ống Nghiên cứu khuyến nghị giải pháp móng phục vụ xây dựng cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp có quy mơ khác xây dựng dạng tự nhiên khu vực nghiên cứu Các giải pháp móng gồm: Móng nơng, móng sâu (móng cọc ống, móng cọc bê tơng cốt thép, móng cọc khoan nhồi) Để giảm bớt khối lƣợng việc tính tốn mà đảm bảo tính thực tế cao, phạm vi nội dung nghiên cứu đề tài khơng sâu vào tính tốn, tổ hợp chi tiết tải trọng phía bên cơng trình, mà tải cơng trình đƣa vào xem xét phƣơng án móng đƣợc xác định sở tham khảo hồ sơ thiết kế kỹ thuật cơng trình có quy mơ khác đƣợc sở xây dựng Hải Phòng thẩm định cấp phép xây dựng khu vực nghiên cứu CHƢƠNG ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH KHU VỰC THÀNH PHỐ HẢI PHÕNG Đặc điểm điều kiện địa chất cơng trình khu vực thành phố Hải Phịng 1.1 V ị trí địa lý Đặc điểm địa hình Vị trí địa lý: Thành phố Hải Phịng có toạ độ địa lý từ 20030’ đến 21001’ vĩ độ Bắc; 106025’ đến 107010’ kinh độ Đông, cách thủ Hà Nội 102km phía Đơng Nam Diện tích tự nhiên thành phố 1.519km2 1.677.000 ngƣời gồm quận Nội Thành huyện, có huyện đảo Trung tâm thị thành phố phát triển chủ yếu dọc theo hai bên sông Cấm, sông Lạch Tray, sông Tam Bạc Đặc điểm địa hình: Hải Phịng thành phố ven biển đƣợc hình thành từ đồng sơng Thái Bình, có địa hình đa dạng, chủ yếu đồng có xen đồi núi thấp, núi đá vôi, đá cát kết bãi ngập triều 1.2 Đặc điểm địa tầng Khu vực nghiên cứu đƣợc cấu tạo trầm tích hệ thứ Tƣ phủ lên đá gốc trầm tích có tuổi khác nhƣ Neogen, Carbon, Devon, Jura 1.2.1 Đất, đá trầm tích thuộc hệ Đệ tứ Đặc điểm trầm tích hệ thứ Tƣ có bề dày lớn biến đổi mạnh từ phía Đơng sang phía Tây Nam thành phố Các lớp đất phía thƣờng đất có thành phần tính chất đặc biệt Đây lớp đất yếu bất lợi xây dựng cơng trình Hệ thứ Tƣ khu vực thành phố Hải Phịng có mặt trầm tích sau: - Tàn - sƣờn tích khơng phân chia (e - dQ) - Hệ tầng Thái Bình, gồm: Trầm tích sông - biến - đầm lầy (amb QIV3 tb2); Trầm tích sơng biển (am QIV3 tb1) - Hệ tầng Hải Hƣng, gồm: Trầm tích biển (m QIV1-2 hh2); Trầm tích biển - đầm lấy (mb QIV1-2 hh1) - Hệ tầng Vĩnh Phúc chủ yếu trầm tích sơng - biển (am QIII2 vp) thành phần gồm: Đất dính (am QIII2 vp2); Đất rời (am QIII2 vp1) - Hệ tầng Hà Nội, gồm: Trầm tích sơng (a QII-III1 hn) ; Trầm tích sơng - biển (am QII-III1 hn) 1.2.2 Đá gốc trầm tích thuộc hệ trước hệ thứ tư Nằm phía dƣới trầm tích hệ thứ tƣ đá gốc trầm tích Đặc điểm đá gốc khu vực nghiên cứu tạo nhiều loại đá thuộc hệ tầng khác có tuổi khác gồm: - Hệ tầng Đồ Sơn (D3 đs) - Hệ tầng Hà Cối (J1-2 hc) - Hệ tầng Cát Bà (C1cb) 1.3 Tính chất lý Tính chất lý loại đất đá thuộc hệ tầng đƣợc trình bày bảng 1; 2; 3; 1.4 Đặc điểm địa chất thủy văn Trong khu vực nghiên cứu nƣớc ngầm tồn loại đất đá có nguồn gốc tuổi khác Loại thứ nƣớc tồn lỗ hổng đất sét pha, cát pha hệ tầng Thái Bình trầm tích cát hạt nhỏ đến hạt trung thuộc hệ tầng Vĩnh Phúc, lớp cuội, sạn hệ tầng Hà Nội Loại thứ hai nƣớc nằm hệ thống khe nứt đới vỏ phong hoá vật lý đá cát kết, sạn kết, cuội kết, hệ thống hang động Karster đá vôi hệ tầng Cát Bà, hệ tầng Đồ Sơn Phân chia dạng mơ hình tự nhiên khu vực thành phố Hải Phòng Trên sở kết nghiên cứu đặc điểm phân bố, tính chất lý, đặc điểm địa chất thuỷ văn loại đất đá thuộc hệ tầng có mặt đất khu vực thành phố Hải Phòng Khu vực nghiên cứu đƣợc phân chia đất thành mơ hình tự nhiên Để phục vụ thiết kế móng, đất phạm vi cơng trình cần đƣợc mơ hình hố thành mơ hình học phù hợp với phƣơng pháp tính tốn Độ sâu nghiên cứu đất phải đƣợc trải sâu tới độ sâu ảnh hƣởng tải trọng cơng trình Thành phố Hải Phịng, nhƣ trình bày, đƣợc cấu thành từ đất khác thành phần, nguồn gốc đƣơng nhiên có chất ứng xử học khác nhƣ phân bố khác theo diện theo chiều sâu.Vấn đề chỗ phải nghiên cứu phát loại hố đƣợc dạng mơ hình có mặt khu vực nghiên cứu quy luật phân bố khơng gian chúng Sau sở mơ hình cụ thể đƣợc phát loại hóa, tính tốn cần thiết phục vụ tính tốn thiết kế định hƣớng móng Tồn khu vực thành phố Hải Phịng phân chia thành dạng mơ hình (bảng 5) Bảng 1.1 Tính chất lý đá hệ tầng Thái Bình hệ tầng Hải Hưng Bùn cát pha Các tiêu lý Bùn sét Bùn sét pha Bùn sét (amb QIV3 pha (m QIV1-2 (mb QIV1-2 tb2) (am QIV3 hh2) hh1) 44,7 52,7 1,72 1,68 1,17 1,10 tb1) Độ ẩm tự nhiên, W, % 40,5 42,7 1,75 1,75 1,26 1,23 Khối lƣợng riêng, , g/cm2 2,68 2,69 2,69 2,70 Hệ số rỗng tự nhiên, e 1,176 1,19 1,329 1,45 Độ rỗng, n, % 52,9 54,22 56,5 59,12 Độ bão hòa, G, % 91,7 95,97 93,5 98,31 37,1 40,37 45,3 51,87 Độ ẩm giới hạn dẻo, Wd, % 23,4 24,50 27,4 28,23 Chỉ số dẻo, Ip, % 13,7 15,87 16,6 23,60 Độ sệt, B 1,27 1,21 1,21 1,03 Lực dính kết, C, kG/cm2 0,079 0,037 0,061 0,020 Góc ma sát trong, , độ 7012’ 6033’ 4027’ 2000’ Hệ số nén lún, a1-2, cm2/kG 0,078 0,079 0,093 0,110 0,53 0,41 0,41 0,26 24,5 15,66 35,3 10,4 4,41 3,48 2,78 1 Khối lƣợng thể tích, w, g/cm3 Khối lƣợng thể tích khơ, c, g/cm3 Độ ẩm giới hạn chảy, Wch, % Sức chịu tải qui ƣớc, R0, kG/cm2 Mô đun biến dạng, E0, kG/cm2 Hệ số cố kết, Cv, cm2/s (n.10-4) Giá trị xuyên tiêu chuẩn N30 10 0,60 Sau tính tốn, ta có giá thành cọc, bao gồm tiền mua cọc, công ép cọc nhƣ sau: Bảng 3.34 Bảng tổng hợp kinh phí cọc ( Gồm giá thành cọc, công ép cọc ) Thứ Loại cọc Biện pháp Kinh phí ( Tấn ) tự Sức chịu tải hạ cọc cọc 20x20x20m 41,35 Cọc ép 4.054.000đ 25x25x20m 62,84 Cọc ép 5.460.000đ 30x30x20m 79,5 Cọc ép 8.189.000đ 35x35x20m 106,39 Cọc ép 10.891.000đ Cọc ống 110,0 Cọc ép 14.361.000đ 196,92 Khoan nhồi 41.004.000đ 345,66 Khoan nhồi 58.915.000đ 543,6 Khoan nhồi 86.698.000đ 781,64 Khoan nhồi 114.061.000đ D60x17m Cọc khoan nhồi D60x30m Cọc khoan nhồi D80x35m Cọc khoan nhồi D100x39m Cọc khoan nhồi D120x40m Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình tầng: 76 Ta tính tốn lựa chọn giải pháp móng cọc hợp lý sở nghiên cứu cơng trình CT1 quy mơ tầng Từ kết tổng hợp chọn giải pháp móng hợp lý Với phƣơng án giá thành thấp xếp thứ , phƣơng án thứ nhì có giá thành thấp thứ Bảng 3.35 Kết tính tốn cho kết theo bảng sau : CT1 - Tầng TT Loại cọc Phƣơng Số cọc Kinh phí Xếp thứ pháp hạ đài (1.000Đ) tự cọc 20x20x20m Cọc ép 324.320 2 25x25x20m Cọc ép 273.000 30x30x20m Cọc ép 327.560 4 35x35x20m Cọc ép 326.730 ống D60x17m Cọc ép 430.830 D60x30m Khoan nhồi 820.088 Như với cơng trình tầng, phương án móng hợp lý dùng cọc 25x25cm, dài 20m, hạ vào lớp dăm sạn lẫn sét Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình tầng: Ta tính tốn lựa chọn giải pháp móng cọc hợp lý sở nghiên cứu cơng trình CT1 có quy mô tầng Từ kết tổng hợp chọn giải pháp móng hợp lý Với phƣơng án giá thành thấp xếp thứ , phƣơng án thứ nhì có giá thành thấp thứ Phƣơng án cuối xếp thứ Bảng 3.36 Tổng hợp kết tính tốn phƣơng án móng cọc cơng trình : CT1-7 Tầng TT Loại cọc Phƣơng Số cọc Kinh phí Xếp thứ pháp hạ đài (1.000Đ) tự 10 405.400 cọc 20x20x20m Cọc ép 77 25x25x20m Cọc ép 382.200 30x30x20m Cọc ép 491.340 4 35x35x20m Cọc ép 435.640 ống D60x17m Cọc ép 718.050 D60x30m Khoan nhồi 123.012 D80x35m Khoan nhồi 117.830 Như với cơng trình tầng, phương án móng hợp lý dùng cọc 25x25cm, dài 20m, hạ vào lớp dăm sạn lẫn sét Tính tốn móng cọc " hợp lý" cơng trình tầng: Ta tính tốn lựa chọn giải pháp móng cọc hợp lý sở nghiên cứu cơng trình CT1 có quy mơ tầng Từ kết tổng hợp chọn giải pháp móng hợp lý Với phƣơng án giá thành thấp xếp thứ , phƣơng án thứ nhì có giá thành thấp thứ Phƣơng án cuối xếp thứ Bảng 3.37 Tổng hợp kết tính tốn phƣơng án móng cọc cơng trình : CT1-9 Tầng TT Loại cọc Phƣơng Số cọc Kinh phí pháp hạ cọc đài Xếp thứ tự (1.000Đ) 20x20x20m Cọc ép 14 56.756 2 25x25x20m Cọc ép 49.140 30x30x20m Cọc ép 65.512 4 35x35x20m Cọc ép 65.346 78 ống D60x17m Cọc ép 86.166 D60x30m Khoan nhồi 123.012 D80x35m Khoan nhồi 117.830 D100x39m Khoan nhồi 173.396 Như với cơng trình tầng, phương án móng hợp lý là: + Dùng cọc 25x25cm, dài 20m, hạ vào lớp dăm sạn lẫn sét + Dùng cọc ống D60cm, dài 17m, hạ vào lớp dăm sạn lẫn sét Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 11 tầng: Ta tính tốn lựa chọn giải pháp móng cọc hợp lý sở nghiên cứu cơng trình CT1 có quy mơ 11 tầng Từ kết tổng hợp chọn giải pháp móng hợp lý Với phƣơng án giá thành thấp xếp thứ , phƣơng án thứ nhì có giá thành thấp thứ Phƣơng án cuối xếp thứ Bảng 3.38 Tổng hợp kết tính tốn phƣơng án móng cọc cơng trình : CT1-11 Tầng TT Loại cọc Phƣơng Số cọc Kinh phí Xếp thứ pháp hạ đài (1.000Đ) tự cọc 20x20x20m Cọc ép 16 64.860 2 25x25x20m Cọc ép 11 60.060 30x30x20m Cọc ép 73.701 35x35x20m Cọc ép 76.237 ống D60x17m Cọc ép 100.527 6 D60x30m Khoan nhồi 164.016 79 D80x35m Khoan nhồi 117.830 D100x39m Khoan nhồi 173.396 Như với cơng trình 11 tầng, phương án móng hợp lý là: + Dùng cọc 25x25cm, dài 20m, hạ vào lớp dăm sạn lẫn sét + Dùng cọc D80cm, dài 35m, hạ vào lớp đá phong hóa Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 13 tầng: Ta tính tốn lựa chọn giải pháp móng cọc hợp lý sở nghiên cứu cơng trình CT1 có quy mơ 13 tầng Từ kết tổng hợp chọn giải pháp móng hợp lý Với phƣơng án giá thành thấp xếp thứ , phƣơng án thứ nhì có giá thành thấp thứ Phƣơng án cuối xếp thứ Bảng 3.39 Tổng hợp kết tính tốn phƣơng án móng cọc cơng trình: CT1-13 Tầng TT Loại cọc Phƣơng Số cọc Kinh phí Xếp thứ pháp hạ đài (1.000Đ) tự cọc 20x20x20m Cọc ép 20 90.650 2 25x25x20m Cọc ép 12 74.609 30x30x20m Cọc ép 11 104.042 4 35x35x20m Cọc ép 100.555 ống D60x17m Cọc ép 169.179 D60x30m Khoan nhồi 179.283 D80x35m Khoan nhồi 211.083 8 D100x39m Khoan nhồi 202.907 D120x40m Khoan nhồi 286.725 Như với công trình 13 tầng, phương án móng hợp lý là: +Dùng cọc 25x25cm, dài 20m, hạ vào lớp dăm sạn lẫn sét 80 + Dùng cọc D60cm, dài 30m, hạ vào lớp đá phong hóa Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 15 tầng: Ta tính tốn lựa chọn giải pháp móng cọc hợp lý sở nghiên cứu cơng trình CT1 có quy mô 15 tầng Từ kết tổng hợp chọn giải pháp hợp lý Với phƣơng án giá thành thấp xếp thứ cho điểm, phƣơng án thứ nhì có giá thành thấp thứ cho điểm vv Phƣơng án cuối xếp thứ cho điểm Bảng 3.40 Tổng hợp kết tính tốn phƣơng án móng cọc cơng trình : CT1-15 Tầng TT Loại cọc Phƣơng Số cọc pháp hạ cọc đài Kinh phí Xếp thứ (1.000Đ) tự 20x20x20m Cọc ép 22 100.642 2 25x25x20m Cọc ép 15 90.706 30x30x20m Cọc ép 12 112.231 4 35x35x20m Cọc ép 111.446 ống D60x17m Cọc ép 170.380 D60x30m Khoan nhồi 279.214 D80x35m Khoan nhồi 208.931 D100x39m Khoan nhồi 202.907 D120x40m Khoan nhồi 511.593 Như với cơng trình 15 tầng, phương án móng hợp lý là: + Dùng cọc 25x25cm, dài 20m, hạ vào lớp dăm sạn lẫn sét + Dùng cọc D100cm, dài 39m, hạ vào lớp đá phong hóa Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 18 tầng: Ta tính tốn lựa chọn giải pháp móng cọc hợp lý sở nghiên cứu cơng trình CT1 có quy mơ 18 tầng Từ kết tổng hợp chọn giải pháp móng hợp lý 81 Với phƣơng án giá thành thấp xếp thứ cho điểm, phƣơng án thứ nhì có giá thành thấp thứ cho điểm vv Phƣơng án cuối xếp thứ cho điểm Bảng 3.41 Tổng hợp kết tính tốn phƣơng án móng cọc cơng trình: CT1-18 Tầng TT Loại cọc Phƣơng pháp Số cọc Kinh phí Xếp thứ hạ cọc (1.000Đ) tự đài 20x20x20m Cọc ép 28 132.051 2 25x25x20m Cọc ép 20 126.982 30x30x20m Cọc ép 15 142.514 4 35x35x20m Cọc ép 11 142.123 ống D60x17m Cọc ép 12 244.631 6 D60x30m Khoan nhồi 279.214 D80x35m Khoan nhồi 267.846 D100x39m Khoan nhồi 226.458 D120x40m Khoan nhồi 281.184 Như với cơng trình 18 tầng, phương án móng hợp lý là: + Dùng cọc 25x25cm, dài 20m, hạ vào lớp dăm sạn lẫn sét + Dùng cọc D100cm, dài 39m, hạ vào lớp đá phong hóa Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 21 tầng: Ta tính tốn lựa chọn giải pháp móng cọc hợp lý sở nghiên cứu cơng trình CT1 có quy mơ 21 tầng Từ kết tổng hợp chọn giải pháp hợp lý Với phƣơng án giá thành thấp xếp thứ cho điểm, phƣơng án thứ nhì có giá thành thấp thứ cho điểm vv Phƣơng án cuối xếp thứ cho điểm Bảng 3.42 Tổng hợp kết tính tốn phƣơng án móng cọc cơng trình : CT1-21 Tầng 82 TT Loại cọc Phƣơng Số cọc Kinh phí Xếp thứ pháp hạ đài (1.000Đ) tự cọc 20x20x20m Cọc ép 30 137.841 2 25x25x20m Cọc ép 20 124.490 30x30x20m Cọc ép 16 150.446 35x35x20m Cọc ép 12 153.014 ống D60x17m Cọc ép 12 244.561 D60x30m Khoan nhồi 343.309 D80x35m Khoan nhồi 267.846 D100x39m Khoan nhồi 325.188 D120x40m Khoan nhồi 279.280 Như với cơng trình 21 tầng, phương án móng hợp lý là: + Dùng cọc 25x25cm, dài 20m, hạ vào lớp dăm sạn lẫn sét + Dùng cọc D80cm, dài 35m, hạ vào lớp đá phong hóa 10 Giải pháp móng cọc " hợp lý " cho cơng trình xây dựng khu vực có Dạng B-1: Từ kết trên, tổng hợp lại ta có giải pháp hợp lý cho cơng trình xây dựng khu vực có dạng B-1 số tầng khác nhƣ sau: Bảng 3.43 Tổng hợp kết lựa chọn phƣơng án móng cọc dạng B-1 Thứ tự Số tầng Phƣơng án móng hợp lý lựa chọn Cọc ép 25x25x20m Cọc ép 25x25x20m 83 Cọc ép 25x25x20m Cọc ống D60X17m 11 Cọc ép 25x25x20m Cọc khoan nhồi D80x35m 13 Cọc ép 25x25x20m Cọc khoan nhồi D60x30m 15 Cọc ép 25x25x20m Cọc khoan nhồi D100x39m 18 Cọc ép 25x25x20m Cọc khoan nhồi D100x39m 21 Cọc ép 25x25x20m Cọc khoan nhồi D80x35m CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN Kết nghiên cứu đề tài rút số kết luận sau: Trong phạm vi khu vực đất thành phố Hải Phòng, vào xuất lớp đất yếu tầng Thái Bình tầng Hải Hƣng cấu trúc địa tầng sở để phân chia thành dạng mơ hình , gồm: A-1; A-2; B-1; B-2; B-3; B-4 84 Qua việc nghiên cứu giải pháp móng áp dụng khu vực thành phố Hải Phòng cho thấy đất yếu khu vực thành phố Hải Phịng việc lựa chọn giải pháp xử lý móng xây dựng cơng trình có vai trị quan trọng, định đến độ bền vững, tuổi thọ, chi phí đầu tƣ xây dựng Đối với khu vực có dạng B-2-b + Nếu xây dựng cơng trình có quy mơ nhỏ tầng nên chọn loại cọc đƣờng kính 35x35cm, độ dài cọc hợp lý 34 mét đặt vào lớp cát hạt trung + Đối với cơng trình có quy mô lớn tầng, xây dựng thiết kế loại cọc khoan nhồi đƣờng kính từ 80cm đến 120cm Độ sâu đặt cọc hợp lý 55 mét đặt vào lớp đá phong hóa Đối với dạng B-3-b tùy thuộc vào quy mô công trình để chọn giải pháp xử lý móng cho hợp lý, Cụ thể là: + Nếu xây dựng công trình quy mơ dƣới tầng kiến nghị chọn loại cọc đƣờng kính 35x35cm độ sâu hợp lý 35.0 mét, đặt mũi cọc vào lớp cát hạt trung + Đối với cơng trình quy mơ lớn tầng, xây dựng nên chọn loại cọc có đƣờng kính từ 80cm đến 120cm Độ sâu hợp lý cọc 50m đặt vào lớp đá phong hóa Với dạng B-1: Nền đất có tính chất tƣơng đối tốt, lớp đá phong hóa phân bố nông, xây dựng công trình thiết kế loại cọc ma sát, đƣờng kính cọc 25x25cm Độ sâu hợp lý cọc 25m Cịn thiết kế giải pháp cọc chống nên chọn loại cọc có đƣờng kính D60cm đến D80cm, độ sâu hợp lý cọc từ 30 mét đến 35 mét II KIẾN NGHỊ: Kết nghiên cứu đƣa vào làm tài liệu hữu ích giúp cho sinh viên sử dụng tra cứu học tập nghiên cứu Qua kết nghiên cứu đề tài , kỹ sƣ xây dựng thiết kế cơng trình tra cứu để lựa chọn giải pháp móng phục vụ lập dự án, thiết kế sở, khái toán sơ tổng mức đầu tƣ xây dựng hạng mục móng cọc Khi có số liệu khảo sát chi tiết tính tốn cụ thể tải trọng cơng trình bƣớc thiết kế kỹ thuật ngƣời kỹ sƣ cần tính tốn hiệu chỉnh số liệu để định xác thơng số móng 85 CÁC HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu thành lập đồ phân bố dạng khu vực thành phố Hải Phòng Tính tốn tổ hợp chi tiết tải trọng cơng trình với quy mơ khác Khi tính tốn móng ngồi việc xem xét đến lực dọc cần phải đề cập đến yếu tố mô men lực cắt Cần tính tốn cho dạng khác dạng (B-1; B-2-b; B-3b) khu vực nghiên cứu 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Gs.TS Vũ Cơng Ngữ - Th.s Nguyễn Thái : Móng cọc, phân tích thiết kế - Gs TS Vũ Cơng Ngữ - Th.s Nguyễn Thái : Thí nghiệm đất trƣờng ứng dụng phân tích móng - T.s Nguyễn Đình Tiến Ví dụ tính tốn đồ án móng - SHAMSHER PRAKASH - HARI D.SHARMA - Móng cọc thực tế xây dựng - Quy chuẩn xây dựng Việt nam tập I, II ban hành kèm Quyết định số 439/BXD-CSXD ngày 25 tháng năm 1997 Bộ Xây dựng - TCVN 4319 – 86 : Nhà cơng trình cơng cộng Ngun tắc để thiết kế - TCVN 4601 – 88 : Trụ sở quan Tiêu chuẩn thiết kế - TCVN 5065 - 90 : Khách sạn Tiêu chuẩn thiết kế - TCVN 2737-95 : Tải trọng tác động – tiêu chuẩn thiết kế : - TCXD 189-1997, TCXD 205-1998 : Nền móng- tiêu chuẩn thiết kế - TCXD 195 : 1997 : Nhà cao tầng Thiết kế cọc khoan nhồi - TCXD VN 356 :2005 : Kết cấu BTCT – Tiêu chuẩn thiết kế - TCXD VN 338 : 2005 : Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế - Các tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan khác - Các báo cáo khảo sát địa chất cơng trình Thành Phố Hải Phịng cơng ty cổ phần khảo sát thiết kế XD Đông Á thực từ năm 2006 đến 2012 - Định mức xây dựng công trình thành phố Hải Phịng ban hành theo định số 2539/QĐ-UBND ngày 17/12/2009 UBND TP Hải Phòng - Hồ sơ tính tốn kết cấu phịng kết cấu - công ty CP xây dựng Loa thành thực - Hồ sơ thiết kế cơng trình dân dựng - lƣu trữ phòng thẩm định sở xây dựng - TP Hải Phòng 87 MỤC LỤC Trang I Tính cấp thiết đề tài II Mục tiêu đề tài III Phƣơng pháp nghiên cứu IV Nội dung nghiên cứu CHƢƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH KHU VỰC THÀNH PHỐ HẢI PHÕNG Đặc điểm điều kiện địa chất cơng trình khu vực thành phố Hải Phịng 1.1 Vị trí địa lý đặc điểm địa hình 1.2 Đặc điểm địa tầng 1.3 Tính chất lý 1.4 Đặc điểm tủy văn Phân chia dạng mơ hình tự nhiên khu vực thành phố Hải Phòng Mặt cắt địa chất đặc trƣng dạng khu vực nội thành 13 TP Hải Phòng 3.1 Mặt cắt địa chất điển hình, tiêu lý đặc trƣng khu vực B-2-b 14 3.2 Mặt cắt địa chất điển hình, tiêu lý đặc trƣng khu vực B-3-b 18 3.3 Mặt cắt địa chất điển hình, tiêu lý đặc trƣng khu vực B-1 22 CHƢƠNG 24 MỘT SỐ GIẢI PHÁP MÓNG ĐÃ ĐƢỢC THỰC HIỆN TRÊN ĐỊA BÀN HẢI PHÕNG VÀ XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN TRONG THỜI GIAN TỚI Tổng kết số giải pháp xứ lý móng đặc trƣng đƣợc thực địa bàn Hải Phòng 24 1.1 Nhà cao từ - tầng 25 1.2 Nhà cao từ - tầng 25 1.3 Nhà cao từ - 11 tầng 26 1.4 Nhà cao từ 12-21 26 Với nhà cơng nghiệp cơng trình cơng cộng 26 II Một số cơng trình nhà ở, văn phịng cao tầng đƣợc xây dựng Hải Phòng 27 Khu vực có dạng B-2-b 28 I 88 Khu vực có dạng B-3-b 29 Khu vực có dạng B-1 29 CHƢƠNG 30 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG CỌC TRONG NỀN ĐẤT YẾU HẢI PHÕNG ĐỐI VỚI CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG (NHÀ Ở, VĂN PHÕNG CAO TẦNG) I Cơ sở tính tốn : 30 II Giới thiệu sơ tính tốn móng cọc : 33 Tính tốn sức chịu tải cọc : 34 1.1 Tính sức chịu tải cọc theo vật liệu 36 1.2 Tính sức chịu tải theo đất 38 1.3 Tính tốn sức chịu tải theo kết nèn thử tải cọc Tính tốn móng cọc : 39 2.1 Chọn số cọc, kích thƣớc sơ đài cọc : 40 2.2 Tính tốn thép đài cọc : 40 2.3 Kiểm tra lực tác dụng lên cọc: 40 III Lựa chọn giải pháp móng cọc hợp lý cho cơng trình xây dựng khu vực B-2-b 41 Lựa chọn chiều dài cọc " hợp lý " tiết diện cọc cho trớc vùng B-2-B: 41 1.1 Tính tốn chiều dài cọc hợp lý với cọc tiết diện 20x20cm: 43 1.2 Tính tốn chiều dài cọc hợp lý với cọc tiết diện 25x25cm: 44 1.3 Tính toán chiều dài cọc hợp lý với cọc tiết diện 30x30cm: 45 1.4 Tính tốn chiều dài cọc hợp lý với cọc tiết diện 35x35cm: 46 1.5 Tính tốn chiều dài cọc hợp lý với cọc tiết diện D600: 48 1.6 Tính tốn chiều dài cọc hợp lý với cọc tiết diện D800: 49 1.7 Tính tốn chiều dài cọc hợp lý với cọc tiết diện D1000: 51 1.8 Tính toán chiều dài cọc hợp lý với cọc tiết diện D1200: 53 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình tầng 57 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình tầng: Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình tầng: Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 11 tầng: 58 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 15 tầng: 59 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 18 tầng: 60 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 21 tầng: 61 Tổng hợp phƣơng án cọc hợp lý khu vực B-2-b 62 IV Lựa chọn giải pháp móng cọc hợp lý cho cơng trình xây 63 89 dựng khu vực B-3-b Lựa chọn chiều dài cọc " hợp lý " tiết diện cọc cho trƣớc 64 vùng B-3-b: Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình tầng 65 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình tầng: 66 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình tầng: 67 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 11 tầng: 68 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 15 tầng: 69 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 18 tầng: 70 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 21 tầng: Tổng hợp phƣơng án cọc hợp lý khu vực B-3-b V Lựa chọn giải pháp móng cọc hợp lý cho cơng trình xây dựng khu vực B-1 71 Lựa chọn chiều dài cọc " tối ƣu " tiết diện cọc cho trƣớc 72 vùng B-1: Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình tầng 73 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình tầng: 74 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình tầng: 75 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 11 tầng: 76 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 15 tầng: 77 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 18 tầng: 78 Tính tốn móng cọc " hợp lý " cơng trình 21 tầng: 78 Tổng hợp phƣơng án cọc hợp lý khu vực B-1 79 CHƢƠNG 80 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 81 I Kết luận 81 II Khuyến nghị: 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 90 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HÀI PHÕNG ISO 9001 : 2008 NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ ĐẤT NỀN VÀ ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN NỀN MĨNG HỢP LÝ PHỤC VỤ XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG TẠI... phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu đề xuất giải pháp móng hợp lý cho cơng trình dân dụng có quy mơ khác xây dựng khu vực có điều kiện địa chất khác quận trung tâm đô thị thành phố Hải Phịng Sau đề tài... khu vực nghiên cứu, để từ xác định mức tải đƣa vào tính tốn, Khuyến nghị phƣơng án xử lý móng xây dựng cơng trình V NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nghiên cứu phân chia dạng tự nhiên khu vực nghiên cứu Tìm