§å ¸n §CCT chuyªn m«n
Luận văn
Đánh giá điều kiện Địa chất công trình
nhà A khu nhà Phùng Khoang, Trung
Văn, Từ Liêm, Hà Nội. Thiết kế khảo
sát công trình phục vụ cho thiết kế kỹ
thuật thi công công trình
1
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
MỞ ĐẦU
Trong thời đại kinh tế xã hội phát triển mạnh mẽ như hiện nay cùng với đó
Hà nội không ngừng phát triển. Cùng với sự phát triển đó thì mật độ dân số thành
phố Hà Nội ngày càng tăng. Kèm theo là vấn đề nhà ở càng trở nên cấp thiết đặc
biệt trong giai đoạn hiện nay.Mặt khác điều kiện kinh tế và diện tích lãnh thổ nước
ta hiện nay việc xây dựng các chung cư cao tầng là giải pháp phù hợp và hiệu quả
nhất. Với chúng tôi là sinh viên ngành ĐCTV - ĐCCT thì làm quen các bước khảo
sát ĐCCT trong xây dựng các hạng mục công trình rất quan trọng. Do đó trong
học kỳ này chúng tôi học môn học địa chất công trình chuyên môn do thầy Tô
Xuân Vu giảng dạy. Với phương châm học đi đôi với hành nhằm giúp những sinh
viên nắm vững thêm những kiến thức đã học, tôi đã được thầy Tô Xuân Vu giao
cho đồ án môn học Địa chất công trình chuyên môn với đầu bài như sau:
“ Đánh giá điều kiện Địa chất công trình nhà A khu nhà Phùng Khoang,
Trung Văn, Từ Liêm, Hà Nội. Thiết kế khảo sát công trình phục vụ cho thiết kế kỹ
thuật thi công công trình”
Qua thời gian làm việc dưới sự hướng dãn tận tình của TH.S Tô Xuân Vu,
TH.S Nguyễn Thị Nụ, KS Phạm Thị Ngọc Hà tôi đã hoàn thành bản đồ án đúng
thời gian với nội dung như sau:
Mở Đầu
Chương I: Đánh gía Điều kiện ĐCCT
Chương II: Dự báo các vấn đề ĐCCT

+Lớp 1:
3
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
Chiều dày ổn định, bề dày của lớp thay đổi từ 0
÷
2.3m từ K
1
đến K
5
chiều
dày trung bình1.8m. Thành phần chủ của lớp này gồm hai phần, phần trên chủ yếu
là đất lấp, phần dưới là lớp sét pha màu nâu gụ, xám tro, lẫn dễ cây thành phần
không đồng nhất.
+ Lớp 2:
Lớp này có chiều dày từ độ sâu 2m (K
1
) đến độ sâu 5.6m (K
5
) và bề dày
trung bình 2.1m. Thành phần của lớp này chủ yếu là sét pha có màu nâu gụ ở trạng
thái dẻo chảy. Giá trị tiêu chuẩn của các chỉ tiêu cơ lý dược trình bày ở bảng 2.1
Bảng 2.1: Bảng chỉ tiêu cơ lý của đất nền lớp 2
STT Chỉ tiêu Kí hiệu đơn vị Trung bình
1 Độ ẩm W W % 27.93
2 Khối lượng tự nhiên
W¦
γ
g/cm
3

12 Lực dính kết C C KG/cm
2
0.08
13 Góc ma sát trong
ϕ
độ 9
0
7
’
14 Hệ số nén lún a
1-2
cm
2
/KG 0.056
15 Kết quả thí nghiệmSPT (N
30
) búa
+Mô đun tổng biến dạng được tính theo công thức (2-1)
Ko
m
a
e
E
21
1
.
−
+
=
β

+
×=
+Sức chịu tải quy ước được tính theo công thức (2-2)
.
0
mR =
[ ]
CDhBbA .) ( ++
γ
Trong đó R
0
: là sức chịu tải quy ước.
A, B, D là các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào góc ma sát trong của
đất.
m : Hệ só điều kiện làm việc, m = 1
b: Chiều rộng móng quy ước, b = 1m
h: Chiều sâu móng quy ước, h = 1m
γ
: Khối lượng thể tích tự nhiên của đất
c: Là lực dính kết.
Với bảng chỉ tiêu cơ lý trên ta thay vào công thức (2-2) ta có:
R
0
=
( )
[ ]
65,008,0.1,410.78,1.1.64,11.16,0.1
1
=++
−

= a + c.( N + 6 ) (2-3)
Trong đó :
c: Hệ số phụ thuộc vào từng loại đất, tra theo bảng 7 - 22 sách giáo trình địa
chất công trình chuyên môn.
a = 40 nếu N >15, a = 0 nếu N < 15
Với lớp 3 ta có N = 7
⇒
a = 0, lớp 3 là cát bụi nên c =3,5 thay vào công
thức (2-3) ta được:
E
0
= 0 + 3,5.( 7+6 ) = 52 (kG/cm
2
)
Áp lự tính toán tiêu chuẩn tra trong tiêu chuẩn xây dựng (45-78) ta được:
R
0
= 1 (KG/cm
2
)
+Lớp 4:
Lớp này có diện phân bố tương đối rộng từ 11.8m (LK1) đến 23.4m (LK5)
có chiều dày trung bình khoảng 9,76 m, có thành phần chủ yếu cát bụi màu xám tro
ở trạng thái chặt vừa. Lớp này đã lấy 4 mẫu thí nghiệm, theo kết qủa thí nghiệm
cho chỉ tiêu cơ lý như sau:
Thành phần hạt Hàm luợng %
0.5-0.25 9
0.25-0.1 17
0.1-0.05 26
0.05-0.01 48

W¦
γ
g/cm
3
1.49
3 Khối lượng thể tích
C
γ
g/cm
3
0.88
4 Khối lượng riêng
∆
g/cm
3
2.51
5 Hệ số lỗ rỗng e
0
1.82
6 Độ lỗ rỗng n % 99.6
7 Độ bão hoà G % 72,91
8 Giới hạn chảy W
l
% 64.78
9 Giới hạn dẻo W
P
% 48.65
10 Chỉ số dẻo I
P
% 16.12

= 8,037 (KG/cm
2
)
Tra bảng A=0,065, B = 1,27, D = 3,538
Thay vào công thức (2-2) ta có:
7
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
R
0
= 0,54 (KG/cm
2
)
+ Lớp 6:
Cát bụi màu nâu gụ, trạng thái chặt vừa có chiều sâu mặt lớp từ 29,5m và
chiều sâu kết thúc 31,6m, chiều dày trung bình của lớp 2,2m. Lớp này đã lấy 3 mẫu
thí nghiện cho kết quả chỉ tiêu cơ lý sau:
Thành phần hạt Hàm lượng %
0.25-0.1 25,67
0.1-0.05 29
0.05-0.01 45,33
Khối lượng riêng
∆
:
∆
= 2,66 (KG/cm
2
)
Sức kháng xuyên tiêu chuẩn SPT N
30

1 Độ ẩm W % 29.92
2 Khối lượng tự nhiên
W¦
γ
g/cm
3
1.91
3 Khối lượng thể tích
C
γ
g/cm
3
1.47
4 Khối lượng riêng
∆
g/cm
3
2.646
8
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
5 Hệ số lỗ rỗng e
0
0.8
6 Độ lỗ rỗng n % 44.4
7 Độ bão hoà G % 71,43
8 Giới hạn chảy W
l
% 34.08
9 Giới hạn dẻo W

Lấy m
k
= 3,5 thay số vào công thức ta được:
E
o
= 116.59 (KG/cm
2
)
Tra bảng ta có A = 0,253; B = 2,05; D = 4,283 thay vào công thức
(2-2) ta có:
R
o
= 0,57 (KG/cm
2
)
+Lớp 8:
Thành phần chủ yếu là sét màu nâu vàng ở trạng thái nửa cứng. Diện phân
bố tương đối rộng, độ sâu biến đổi từ 34,2 m (K
3
) đến 39,8 m (K
5
) với chiều dày
trung bình 2,26 m. Giá trị tiêu chuẩn của các chỉ tiêu cơ lý được trình bày ở bảng
2-4:
Bảng 2- 4: Bảng chi tiêu cơ lý của đất nền lớp 8
STT Chỉ tiêu Kí hiệu Đơn vị Trung bình
1 Độ ẩm W % 36.17
2 Khối lượng tự nhiên
W¦
γ

% 18.05
11 Độ sệt I
s
0.219
12 Lực dính kết C KG/cm
2
0.29
13 Góc ma sát trong
ϕ
độ 12
0
57
’
14 Hệ số nén lún a
1-2
cm
2
/KG 0.0315
15 Kết quả thí nghiệm SPT (N
30
) búa 17
+ E
o
, R
o
được tính theo công thức (2-1), (2-2)
Lấy m
k
= 2,3, thay vào công thức ta được
E

∆
g/cm
3
2.52
5 Hệ số lỗ rỗng e
0
0.75
6 Độ lỗ rỗng n % 42.8
7 Độ bão hoà G % 68,79
8 Giới hạn chảy W
l
% 41.42
9 Giới hạn dẻo W
P
% 26.44
10 Chỉ số dẻo I
P
% 13.98
11 Độ sệt I
s
0.11
12 Lực dính kết C KG/cm
2
0.37
13 Góc ma sát trong
ϕ
độ 14
0
56
’

)
+Lớp 10:
Thành phần chủ yếu là cát hạt nhỏ màu xám tro, cát hạt vừa phát triển ở độ
sâu 40 m (LK3) đến 43,9 m (LK5), có chiều dày trung bình khoảng 2,06 m lớp này
lấy 3 mẫu thí nghiệm cho kết quả chỉ tiêu cơ lý sau:
Thành phần hạt Hàm lượng %
0.5-0.25 14,3
0.25-0.1 61,35
0.1-0.05 18
0.05-0.01 6,35
Khối lượng riêng
∆
:
∆
= 2,65 (KG/cm
2
)
Sức kháng xuyên tiêu chuẩn SPT N
30
: N
30
= 22 (búa)
Mô đun tổng biến dạng được tính theo công thức: (2-3)
E
o
= 40 + 4,5.( N + 6 )
Thay số vào công thức ta có:
E
0
= 40 + 4,5( 22 + 6 ) = 166 (kG/cm

)
áp lực tính toán tiêu chuẩn tra theo tiêu chuẩn xây dựng (45 – 78) ta được R
0
= 3 (KG/cm
2
)
I.3. Điều kiện Địa chất thuỷ văn.
Tại khu vực xây dựng nước dưới đất được cung cấp bởi 3 nguồn nước chính
là nguồn nước mặt, nước mưa và nước thải. Mực nước dưới đất cách mặt đất từ
0,8m đến 1,0m nước ở đây tồn tại trong lớp đất lấp và trong các trầm tích hạt rời.
Mực nước ngầm nằm cao gây khó khăn cho việc mở và thi công hố móng. Do đó
cần chú ý đến các hiện tượng nước chảy vào hố móng, sập nở thành hố khoan, hiện
tượng cát chảy…
I.4. Các hiện tượng động lực công trình.
a. Hiện tượng bán ngập
Hiện tượng này là kết quả ủa nước mặt và nước dưới đất ở những chỗ
trũng, thấp, nước ngầm nằm nông gây rất nhiều khó khăn cho công tác xây dựng
đặc biệt là công tác mở hố móng. Nhưng trong quá trình thi công thì hiện tượng
này được giải quyết.
12
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
b. Hiện tượng sụt nún do khai thác nước ngầm
Theo tài liệu qua trắc của các nhà chuyên môn cho thấy ở Hà Nội tốc độ
sụt lún 1-2 cm/năm. Nguyên nhân của hiện tượng này là khai thác nước quá mức
không có quy hoạch. Trong quá trình khai thác mực nước chưa được phục hồi,
nước tách ra khỏi lỗ rỗng tạo khoảng trống gây lên hiện tượng sụt lún trên diện
rộng vì vậy cần có biện pháp khai thác nước ngầm một cách hợp lý.
c. Hiện tượng lún không đều
Hiện tượng này xảy ra trong quá trình thi công hoặc sau khi sử công trình

Vấn đề ổn định lún
II.1. Chọn giải pháp móng
Nhà A khu Phùng Khoang 6 tầng tải trọng 280T/ trụ tôi nhận thấy với điều
kiện địa chất công trình khu xây dựng thì phương án móng cọc ma sát là hợp lý
nhất. Do vậy để tính toán tôi chọn móng cọc bê tông cốt thép thi công bằng
phương pháp đóng.
Dựa vào mặt cắt tuyến công trình 1-2 và sơ đồ bố trí công trình ở giai
đoạn thăm dò tôi chọn tầng hố khoan1 làm cở sở để tính toán. Địa tầng phân bố hố
khoan được mô tả như sau:
+ lớp 1: Phần trên là đất lấp phần dưới là sét pha màu nâu gụ, xám tro lẫ
dễ cây, thành phần không đồng nhất, bề dày 2,0 m.
14
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
+ Lớp 2: Sét pha màu nâu gụ trạng thái dẻo chảy bề dày là 2,9 m.
+Lớp 3: Cát bụi màu xám tro trạng thái xốp, bão hoà nước bề dày 6,9 m.
+ Lớp 4: Cát bụi mà xám tro, trạng thái chặt vừa bão hoà nước có bề dày
9,8 m.
+ Lớp 5: Sét pha màu xám tro, trạng thái dẻo chảy với bề dày 8,1 m.
+ lớp 6: Cát bụi màu nâu gụ trạng thái chặt vừa, bề dày 1,6 m.
+ Lớp 7: Sét pha màu xám tro, trạng thái dẻo mềm, bề dày 3,0 m.
+ Lớp 8: Sét màu nâu vàng, trạng thái nửa cứng có bề dày 3,3 m.
+ Lớp 9: Sét pha màu xám tro trạng thái nửa cứng có bề dày khoảng 5,4
m.
+ Lớp 10: Cát hạt nhỏ màu xám tro, trạng thái chặt vừa có bề dày 1,9 m.
+Lớp 11: Sỏi sạn lẫn cát màu nâu xám, trạng thái rất chặt với bề dày 6,1
m.
II.2. Chọn dài cọc, móng cọc
II.2.1. chọn chiều sâu đặt đáy đài
Dựa vào tài liệu thu thập ở giai đoan trước mực nước xuất hiện từ 0,8m

a
: Diên tích tiết diện phần cốt thép: F
a
= n.3,14.r
2
= 4.3,14. (0,008)
2
=
0.0008 (m
2
)
R
a
: Cường độ chịu kéo, nén của cốt thép phụ thuộc vào loại cốt thép tra
bảng phụ lục1-b sách nền móng nhà xuất bản giáo dục thì R
a
= 24000T/m
2
F
b
: Diện tích phần bê tông : F
b
= 0,25
2
- F
a
= 0.0617 (m
2
)
R

∑
=
(3-2)
Trong đó:
P
d
: Sức chịu tải tính toán của cọc
m: Hệ số làm việc của đất dưới mũi cọc lấy m = 0,85
16
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
1
α
: Hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc lấy
1
α
=1
2
α
: Hệ số kể đến ma sát giữa đất và cọc lấy
2
α
=1
u: Chu vi tiết diện cọc u = 4. 0,25= 1m
i
τ
: lực ma sát của lớp đất thứ i phụ thuộc vào từng loại đất, tính chất của
đất và chiều sâu trung bình của mỗi lớp đất theo bảng 3-5 sách giáo khoa nền và
móng do Tạ Đức Thịnh biên soạn.
L

L
i
1 1.15 - 2 2,0 4,4
2 3.95 0.84 0.4 2,9 1,16
3 9.34 - 3.3 6,9 22,77
4 16.6 - 3.87 9,8 37,92
ể
i
τ
L
i
= 66,18(T/m
2
)
Thay vào công thức (3-2) ta có:
( )
)/(51,45165.0625,01.18,66.85,0.7,0
2
mTP
d
=+=
Để đảm bảo cho công trình ta chọn sức chịu tải cho đất nền
P = P
d
= 45,51 (Tấn)
Bảng3-2: bảng thống kê các thông số kỹ thuật của cọc
STT Chỉ số Giá trị
17
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n

H
(T) (3-3)
Diện tích sơ bộ đáy đài được tính theo công thức:
hP
nP
F
tb
H
gh
ct
d
γ
−
=
/
Trong đó:
F
d
: Diện tích đáy đài, m
2
tb
γ
: Khối lượng trung bình của đài và đất đắp
tb
γ
= 2,0 T/cm
3
n: Hệ số vượt tải n = 1.2
Thay vào công thức (3-4) ta có:
31,4

(3-5)
Trong đó:
N: Là số lượng cọc trong đài
õ: Hệ số kinh nghiệm kể đến tải trọng ngang và mô men, lấy = 1,3
Thay vào công thức (3-5)ta có:
97,9
51,45
26,349
3,1 ==n
cọc
Như vậy ta chọn số cọc n= 10 cọc
Việc bố trí cọc trong đài được biểu diễn trong hình:
19
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
2,1m
2,1m
0,25m
0,25m
20
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
II.3. kiểm tra độ an toàn của cọc và đất nền
I.3.1. kiểm tra tải trong tác dụng lên cọc
Móng chịu tải trọng thẳng đứng đúng tâm, số lượng cọc là 10 để cọc làm
việc bình thường thì điều kiện sau phải thoả mãn:
P
n
P
P

qu
++=
(3-7)
Trong đó:
F
qu
: Diện tích móng khối quy ước
A, B là khoảng cách hai hàng cọc ngoài cùng đối diện nhau A
1
= B
1
= 1,2m
ỏ: Góc mở của móng khối quy ước với
4
tb
ϕ
α
=
Trong đó:
ử
tb
: Góc ma sát trung bình từ mũi cọc đến đáy đài
Với
L
L
ii
tb
∑
=
ϕ

1835
4
===
tb
ϕ
α
Thay vào công thức (3-7) ta được:
22
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
F
qu
= ( 1,2 + 2.17,3.tg8
0
49
’
).(1,2 + 2.17,3.tg8
0
49
’
) = 43,12 m
2
Sơ đồ móng khối được thể hiện trong hình (3-2):
23
Líp §CTV – K49
§å ¸n §CCT chuyªn m«n
17,8
5,6m
5,6m
24

td
= 1,2.P
t/c
+ G
1
+ G (3-10)
Trong đó:
P
t/c
: Tải trọngcủa công trình truyền xuống, P
t/c
= 280 T
1,2 là hệ số vượt tải
G trọng lượng đài và đất nền trên đài G = 25 T
G
1
: trọng lượng cọc và đất giữa cọc
G
1
= ó
tb
.F
qu
.L (3-11)
Trong đó:
L: là khoảng cách giữa mũi cọc đến đáy đài, L = 17,3m
ó
tb
: Khối lượng thể tích trung bình của đất và cọc đến mũi cọc
71,1