CHƯƠNG VII : SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
-----000-----
VII.A GIỚI THIỆU ĐỊA CHẤT TẠI NƠI XÂY DỰNG
A.1. MỞ ĐẦU
Công tác khoan khảo sát địa chất phục vụ cho việc thiết kế kỹ thuật công trình được thực hiện với khối lượng gồm 3 hố khoan, mỗi hố sâu 40 m
Tổng độ sâu đã khoan là 120 m và 69 mẫu đất nguyên dạng dùng để thăm dò địa tầng và thí nghiệm xác định các chỉ tiêu kỹ thuật của đất.
MẶT CẮT ĐỊA CHẤT
A.2. PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT VÀ THÍ NGHIỆM ĐẤT
A.2.1. Công tác khảo sát ngoà
15 trang |
Chia sẻ: huyen82 | Lượt xem: 1681 | Lượt tải: 4
Tóm tắt tài liệu Thiết kế chung cư lô C-P.9-Q.3-Tp.HCM, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
i hiện trường
Dụng cụ khoan: Phương pháp khoan rửa với dụng cụ gồm
- Một máy khoan hiệu Acker và các trang thiết bị
- Máy bơm ly tâm.
- Ống thép mở lổ có đường kính trong F = 110 mm
- Ống lấy mẫu là một ống vách mỏng, miệng vạt bén từ ngoài vào có đường kính trong 74 mm, dài 600 mm
- Tạ nặng 63.5kg
- Tầm rơi tự do 76 cm
Dụng cụ xuyên tiêu chuẩn SPT
- Bộ phận xuyên tiêu chuẩn SPT là một ống chẻ đôi chiều dài từ 550 mm (22’), đường kính ngoài 51 mm (2’), đường kính trong 35 mm (1’3/8). Mũi xuyên là bộ phận rời được ráp vào ống bằng răng, mũi xuyên dài 76mm (3’), miệng ống vạt bén từ ngoài vào trong có đường kính bằng đường kính ống chẻ đôi
- Tạ nặng 63.5 kg (140 1b)
- Tầm rơi tự do 76 cm
- Hiệp đóng: 3 lần315 cm ( N là tổng số của 2 lần đóng về sau)
ĐẤT DÍNH
ĐẤT HẠT RỜI
TRỊ SỐ CHUỲ TIÊU CHUẨN N
SỨC CHỐNG NÉN ĐƠN (daN/cm2)
TRẠNG THÁI
TRỊ SỐ CHUỲ TIÊU CHUẨN N
ĐỘ CHẶT
< 2
<0.25
Rất mềm
< 4
Rất bời
2 – 4
0.25 – 0.50
Mềm
4 – 10
rời
5 – 8
0.50 – 1.00
Dẻo mềm
11 –30
Bời rời
9 – 15
1.00 – 2.00
Dẻo cứng
31 – 50
Chặt vừa
16 – 30
2.00 – 4.00
Rất rắn
>50
Chặt
>30
> 4.00
Cứng
Rất chặt
A.2.2. Phương pháp thí nghiệm đất trong phòng
- Các mẫu đất được thí nghiệm trong phòng theo tiêu chuẩn ASTM (American Society for Testing Material) và phân loại theo phương pháp phân loại thống nhất USCS (Unified Soil Classification System), trong mỗi mẫu đất mỗi chỉ tiêu vật lý được thí nghiệm hai lần song song, giữa hai lần không vượt quá sai số cho phép, các chỉ tiêu làm thí nghiệm như sau:
- Thành phần hạt được xác định bằng phương pháp rây có rửa nước kết hợp với phương pháp tỷ trọng kế. Các đường cong thành phần hạt biểu diễn dưới dạng tích phân theo tỷ lệ nửa logarite.
- Độ ẩm tự nhiên của đất W% xác định bằng cách sấy khô mẫu đất ở nhiệt độ100-105O C, cho đến khi sự tổn thất khối lượng không thay đổi.
- Tỷ trọng của đất Δ xác định bằng phương pháp bình tỷ trọng .
- Dung trọng tự nhiên của đất gw (g/cm3) xác định bằng phương pháp dùng dao vòng đối với những loại đất sét, sét cát, cát hạt nhỏ (nghĩa là những mẫu đất cắt được bằng dao vòng), dùng phương pháp đo trực tiếp cho những mẫu đất chứa nhiều sỏi sạn không cắt bằng dao vòng được.
- Giới hạn nhão của đất Wnh(WL) được xác định bằng phương pháp tiêu chuẩn (kim hình nón).
- Giới hạn dẻo của đất Wd (WP) được xác định bằng cách lăn đất thành dây.
- Hệ số thấm K = cm/sec được xác định bằng hộp thấm.
- Lực dính đơn vị C = daN/cm2 và góc ma sát trong w (độ) của đất được xác định bằng phương pháp cắt nhanh trực tiếp không nén chặt trước (có tải trọng không vượt quá độ bền kiến trúc của đất); dùng loại máy cắt khống chế ứng biến, sơ đồ biểu diển dưới dạng đường thẳng qua 3 điểm liên hệ giữa lực cắt t (daN/cm2) và tải trọng P tương ứng.
- Hệ số nén lún của đất av (cm2/daN) được xác định bằng phương pháp nén không nở hông ở trạng thái bảo hòa nước đối với đất ở kết cấu nguyên dạng, sơ đồ biểu diển dưới dạng đường cong nén chặt giữa hệ số rỗng và tải trọng tương ứng.Trong phương pháp này giai đoạn cố kết biểu diễn theo sơ đồ Cassagrande và Taylor.
- Phương pháp nén nở hông (nén đơn) xác định sức chịu tải nén đơn QU = daN/cm2
- Ngoài các chỉ tiêu làm thí nghiệm trên, các chỉ tiêu khác như: Dung trọng khô, dung trọng đẩy nổi, độ bảo hòa nước, độ rỗng, chỉ số dẻo, chỉ số độ sệt, hệ số rỗng, Module biến dạng, hệ số thấm … dùng các công thức theo tiêu chuẩn xây dựng hiện hành để tính toán.
A.3. CẤU TẠO ĐỊA CHẤT
A.3.1. Lớp đất đắp 1
Trên mặt là nền xi măng,xà bần và đất cát,dày 0.6m
A.3.2. Lớp đất số 2
Lớp sét pha cát màu xám trắng, dày trung bình 13.4 m
A.3.3. Lớp đất số 3
Lớp cát hạt trung trạng thái chặt vừa,dày11m
A.3.4. Lớp đất số 4
Lớp cát lẫn bột trạng thái chặt vừa,dày 15m
A.4. ĐỊA CHẤT THỦY VĂN
Mực nước ngầm nằm trong lớp số 1 ở độ sâu -1.5m
A.5. TÍNH CHẤT CƠ LÝ CÁC LỚP ĐẤT
Tính chất vật lý và cơ học của các lớp đất trong khu vực khảo sát được thống kê trong bảng “ Tính chất cơ lý các lớp đất” sau đây:
VII.B. XỬ LÝ THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT
B.1. LÝ THUYẾT
B.1.1. Trị số tiêu chuẩn
Trị số tiêu chuẩn của tất cả các đặc trưng của đất (trừ c và j ) lấy bằng trung bình số học của các trị số riêng:
Atc = =
Trong đó :
Ai: Trị số riêng của chỉ tiêu cần xác định.
N : Số lượng trị số riêng đưa vào tập hợp thống kê
Lực dính Ctc, góc ma sát jtc là các thông số của đường biểu diễn sức chống cắt giới hạn của đất, được xác định bằng phương pháp bình phương cực tiểu
ctc =
tgjtc =
Trong đó:
D = n*
pi, ti : Aùp lực nén, ứng suất cắt của đất tại 1 cấp thí nghiệm
B.1.2. Trị số tính toán
Các chỉ tiêu độc lập khác: Att=Atc
Đối với trọng lượng riêng:
gtt = gtc ±
Trong đó:
ta: hệ số phụ thuộc xác xuất tin cậy a đã chọn và phụ thuộc vào số bậc tự do của tập hợp thống kê (n-1) tra bảng 1-1 trong sách “Tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn – Tác giả Lê Quý An”.
a = 0.95 khi tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ nhất (theo sức chịu tải)
a = 0.85 khi tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ hai (theo biến dạng)
s: Độ lệch quân phương của tập hợp
Đối với lực dính C và góc ma sát trong j xác đinh như sau:
Att =Atc ± ta * s
Trong đó :
ta : Giống như phần xác định g nhưng với n-2
Độ lệch quân phương được tính như sau:
stgj = st *
sc = st *
st =
B.2. XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ
B.2.1. Xác định các chỉ tiêu cơ lý c, j, g
1. Lớp đất thứ nhất :
1.1. Xác định dung trọng g
1.1.1 Đối với dung trọng tự nhiên
* Dung trọng tiêu chuẩn
9512 =1902 (KG/m3)
n
1
1879
1902
23
529
2
1892
1902
10
100
3
1905
1902
-3
9
4
1911
1902
-9
81
5
1925
1902
-23
529
S
9512
9510
-2
1248
* Dung trọng tính toán:
Độ lệch quân phương:
= = 17.8
Sai số:
= = 0.009 = 0.9%
* Khi tính nền theo TTGH I:
Ứng với n = 5-1 = 4 và a = 0.95 => ta = 2.13
gttI = gtc ± = 1902 ± = 1902 ± 0.016.96 (KG/m3)
* Khi tính nền theo TTGH II :
Ứng với n = 5-1 =4 và a = 0.85 => ta = 1.19
gttII = gtc ± = 1902 ± = 1902 ± 9.47 (KG/m3)
1.1.2.Đối với dung trọng ở trạng thái khô
* Dung trọng tiêu chuẩn
x 7578 = 1536 (KG /m3)
n
1
1488
1536
48
2304
2
1520
1536
16
256
3
1541
1536
-5
25
4
1551
1536
-15
225
5
1578
1536
-42
1764
S
7678
7680
2
4574
* Dung trọng tính toán
Độ lệch quân phương
= = 33.6
Sai số:
= = 0.0219 = 2.19%
* Khi tính nền theo TTGH I:
Ứng với n =5-1 = 4 và a = 0.95 =>ta =2.13
gttI = gtc ± = 1536 ± = 1536 ± 58.5 (KG/m3)
* Khi tính nền theo TTGH II :
Ứng với n = 5-1 = 4 và a = 0.85 => ta = 1.19
gttII = gtc ± = 1536 ± = 1536 ± 17.9 (KG/m3)
1.2. Xác định các chỉ tiêu c, j
Ở đây có 3 hố khoan, có 4 lớp đất. Lớp đất thứ 1 có tất cả 5 mẫu, mỗi mẫu nén ở 3 cấp áp lực. Vậy có tất cả 3 * 5 trị số thí nghiệm ,thực hiện các tính toán phụ
* Giá trị tiêu chuẩn của c, j:
n
pi
ti
pi2
ti * pi
(pi*tgjtc+ ctc-ti)2
1
1
0.37
1
0.37
0.000081
2
2
0.601
4
1.202
0.000361
3
3
0.832
9
2.496
0.000841
4
1
0.371
1
0.371
0.000064
5
2
0.607
4
1.214
0.000169
6
3
0.842
9
2.526
0.000361
7
1
0.383
1
0.383
0.000016
8
2
0.623
4
1.246
0.000009
9
3
0.863
9
2.589
0.000004
10
1
0.381
1
0.381
0.000004
11
2
0.621
4
1.242
0.000001
12
3
0.861
9
2.583
0
13
1
0.394
1
0.394
0.000225
14
2
0.652
4
1.304
0.001024
15
3
0.911
9
2.733
0.0025
S
30
9.312
70
21.034
0.00566
D = 15*=15 *70 - 302 = 150 (KG /cm2)
= = 0.138 (KG/cm2)
Þ jtc = 13.5490 = 130 32’
* Giá trị tính toán của c, j
( KG/cm2)
(KG/cm2)
(KG /cm2)
*Khi tính nền theo TTGH I
Lấy a = 0.95 ; n-2 = 12-2 = 10 => ta = 1.81
= 0.138 ± (1.81 * 0.0142)
Þ 0.0257 (daN/cm2)
tg = 0.241 ± (1.81 * 0.003)
Þ = 130 15’
*Khi tính nền theo TTGH II:
Lấy a = 0.85 ; n-2 = 12-2 =10 => ta = 1.10
= 0.138 ± (1.10 * 0.0142)
Þ 0.0156 (daN/cm2)
tg = 0.241 ± 1.10* 0.003
Þ = 130 22’
2. Lớp đất thứ hai
2.1. Xác định dung trọng g
2.1.1 Đối với dung trọng tự nhiên
* Dung trọng tiêu chuẩn
x 18595 = 1860 (KG/m3)
n
1
1833
1860
27
729
2
1829
1860
31
961
3
1845
1860
15
225
4
1848
1860
12
144
5
1854
1860
6
36
6
1858
1860
2
4
7
1878
1860
18
324
8
1881
1860
-21
441
9
1887
1860
-27
729
10
1882
1860
-22
484
S
18595
18595
5
4077
* Dung trọng tính toán
Độ lệch quân phương
= = 21
Sai số:
= = 0.0113 = 1.3%
*Khi tính nền theo TTGH I:
Ứng với n = 10-1 = 9 và a = 0.95 =>ta = 1.83
gttI = gtc ± = 1860 ± = 1860 ± 12 (KG/m3)
*Khi tính nền theo TTGH II :
Ứng với n = 10-1 = 9 và a = 0.85 =>ta = 1.10
gttII = gtc ± = 1860 ± = 1860 ± 7.4 (KG/m3)
2.1.2 Đối với dung trọng ở trạng thái khô
* Dung trọng tiêu chuẩn
x 14710 = 1471 (KG/m3)
n
1
1429
1471
42
1764
2
1422
1471
49
2401
3
1448
1471
23
529
4
1453
1471
18
324
5
1460
1471
11
121
6
1468
1471
3
9
7
1499
1471
-28
784
8
1505
1471
-34
1156
9
1513
1471
-42
1764
10
1508
1471
-37
1369
S
14710
14710
5
10221
* Dung trọng tính toán
Độ lệch quân phương
= = 33.7
Sai số:
= = 0.0229 = 2.29%
*Khi tính nền theo TTGH I:
Ứng với n = 10 -1 = 9 và a = 0.95 => ta = 1.83
gttI = gtc ± = 1471 ± = 1471 ± 19.5 (KG/m3)
*Khi tính nền theo TTGH II :
Ứng với n = 10-1 = 9 và a = 0.85 => ta = 1.10
gttII = gtc ± = 1471 ± = 1471 ± 11.6 (KG/m3)
2.2. Xác định các chỉ tiêu c, j
Ở đây có 3 hố khoan, có 4 lớp đất. Lớp đất thứ 2 có tất cả 10 mẫu, mỗi mẫu nén ở 3 cấp áp lực. Vậy có tất cả 10*3 trị số thí nghiệm, thực hiện các tính toán phụ
n
pi
ti
pi2
ti * pi
(pi*tgjtc+ ctc-ti)2
1
1.0
0.494
1
0.494
0.001156
2
2.0
0.965
4
1.93
0.004489
3
3.0
1.437
9
4.311
0.009801
4
1.0
0.487
1
0.487
0.001681
5
2.0
0.954
4
1.908
0.006084
6
3.0
1.420
9
4.26
0.013456
7
1.0
0.512
1
0.512
0.000256
8
2.0
0.999
4
1.998
0.001089
9
3.0
1.487
9
4.461
0.002401
10
1.0
0.521
1
0.521
0.000049
11
2.0
1.019
4
2.038
0.000169
12
3.0
1.518
9
4.554
0.000324
13
1.0
0.522
1
0.522
0.000036
14
2.0
1.020
4
2.04
0.000144
15
3.0
1.519
9
4.557
0.000289
16
1.0
0.528
1
0.528
0
17
2.0
1.032
4
2.064
0
18
3.0
1.536
9
4.608
0
19
1.0
0.546
1
0.546
0.000324
20
2.0
1.066
4
2.132
0.001156
21
3.0
1.587
9
4.761
0.002601
22
1.0
0.552
1
0.552
0.000576
23
2.0
1.078
4
2.156
0.002116
24
3.0
1.604
9
4.812
0.004624
25
1.0
0.559
1
0.559
0.000961
26
2.0
1.090
4
2.18
0.003364
27
3.0
1.622
9
4.866
0.007396
28
1.0
0.558
1
0.558
0.0009
29
2.0
1.089
4
2.178
0.003249
30
3.0
1.621
9
4.863
0.007225
S
60
30.942
140
71.956
0.075916
Giá trị tiêu chuẩn của c, j
D = 30* = 30* 140 - 602 = 600 (KG/cm2)
= = 0.024 (KG/cm2)
tg = = (30 * 71.956 – 30.942* 60) = 0.504
Þ jtc = 26.720 = 260 43’
Giá trị tính toán của c, j
= = 0.052 (KG/cm2)
= 0.052 = 0.011 (KG/cm2)
= 0.052* = 0.0025 (KG/cm2)
Khi tính nền theo TTGH I
Lấy a = 0.95 ; n-2 = 30-2 = 28 => ta = 1.7
= 0.024 ± (1.7* 0.0025)
Þ 0.004 (KG/cm2)
tg = 0.504 ± 1.7 * 0.011
Þ = 250 53’
Khi tính nền theo TTGH II
Lấy a = 0.85 ; n-2 = 30-2 = 28 => ta = 1.05
= 0.024 ± (1.05 * 0.0025)
Þ 0.0026 (KG/cm2)
tg = 0.504 ± 1.05* 0.011
Þ = 260 13’
3. Lớp đất thứ ba
3.1. Xác định dung trọng g
3.1.1. Đối với dung trọng tự nhiên
* Dung trọng tiêu chuẩn
7876 = 1969 (KG/m3)
n
1
1940
1969
29
841
2
1947
1969
22
484
3
1972
1969
-3
9
4
1967
1969
2
4
S
7826
7826
5
1338
* Dung trọng tính toán
Độ lệch quân phương
= = 21.1
Sai số
= = 0.0107 = 1.07%
* Khi tính nền theo TTGH I
Ứng với n = 4-1 = 3 và a = 0.95 => ta = 2.35
gttI = gtc ± = 1969 = 1969 ± 24.79 (KG/m3)
*Khi tính nền theo TTGH II
Ứng với n = 4-1 = 3 và a = 0.85 =>ta = 1.25
gttII = gtc ± = 1969 = 1969 ± 13.19 (KG/m3)
3.1.2. Đối với dung trọng khô
* Dung trọng tiêu chuẩn
6508 = 1627 (KG/m3)
n
1
1605
1627
22
484
2
1613
1627
14
196
3
1649
1627
-22
484
4
1642
1627
-15
225
S
6508
6508
-1
1389
* Dung trọng tính toán
Độ lệch quân phương
= = 21.5
Sai số:
= = 0.0132 = 1.32%
* Khi tính nền theo TTGH I
Ứng với n = 4 -1 = 3 và a = 0.95 => ta = 2.35
gttI = gtc ± = 1627 = 1627 ± 25.26 (KG/m3)
*Khi tính nền theo TTGH II
Ứng với n = 4 -1 = 3 và a = 0.85 =>ta = 1.25
gttI = gtc ± = 1627 = 1627 ± 13.44 (KG/m3)
3.2. Xác định các chỉ tiêu c, j
Ở đây có 3 hố khoan, có 4 lớp đất. Lớp đất thứ 3 có tất cả 4 mẫu, mỗi mẫu nén ở 3 cấp áp lực. Vậy có tất cả 4 *3 trị số thí nghiệm ,thực hiện các tính toán phụ
n
pi
ti
pi2
ti * pi
(pi*tgjtc+ ctc-ti)2
1
1.0
0.613
1
0.613
0.0002016
2
2.0
1.196
4
2.392
0.0006864
3
3.0
1.780
9
5.34
0.0013838
4
1.0
0.620
1
0.62
0.00005
5
2.0
1.209
4
2.418
0.0001742
6
3.0
1.798
9
5.394
0.0003686
7
1.0
0.640
1
0.64
0.0001638
8
2.0
1.247
4
2.494
0.000615
9
3.0
1.853
9
5.559
0.0012816
10
1.0
0.633
1
0.633
0.0000336
11
2.0
1.234
4
2.468
0.0001392
12
3.0
1.835
9
5.505
0.0003168
S
24
14.658
56
34.076
0.0054164
* Giá trị tiêu chuẩn của c, j
D = 12*=12 *56-242= 96 (KG/cm2)
= = 0.032 (KG/cm2)
Þ jtc = 30.70 =300 45’
* Giá trị tính toán của c, j
(KG/cm2)
(KG/cm2)
(KG/cm2)
* Khi tính nền theo TTGH I:
Lấy a = 0.95 ; n-2 = 12-2 = 10 => ta = 1.81
= 0.032 ± (1.81* 0.0178)
Þ 0.0032 (KG/cm2)
tg = 0.595 ± 1.81 * 0.008
Þ = 300 8’
* Khi tính nền theo TTGH II:
Lấy a = 0.85 ; n-2 = 12-2 = 2 => ta = 1.10
= 0.032 ± (1.1* 0.0178)
Þ 0.0019 (KG/cm2)
tg = 0.595 ± 1.1* 0.008
Þ = 300 22’
BẢNG TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ
Trị tiêu chuẩn
Trị tính toán
LỚP ĐẤT
T/m3
kG/cm2
(Độ)
TTGH I
TTGH II
gtc
ctc
jtc
gttI
cttI
jttI
gttII
cttII
jttII
Lớp 1: Sét pha cát
1.902
0.138
130 32’
1.885
0.112
13°15'
1.893
0.122
13°22'
Lớp 2: Cát hạt vừa trạng thái chặt trung bình.
1.860
0.024
26°43'
1.848
0.02
25°53'
1.853
0.022
26°13'
Lớp 3: Cát mịn trạng thái chặt vừa
1.969
0.032
30°45'
1.944
0.028
30°8'
1.956
0.030
30°22’
B.2.2.Xác định các chỉ tiêu khác ngoài c, j, g
Như đã nói ở trên phần tóm tắt lý thuyết các chỉ tiêu khác ngoài c, j, g thì trị số tính toán được lấy theo phương pháp trung bình số học. Dưới đây là bảng kết quả của những chỉ tiêu đó
BẢNG CÁC CHỈ TIÊU KHÁC NGOÀI c, j, g
Dung
Hệ
Độ
Giới hạn chảy dẻo
Độ
Hệ số
Modun
trọng
số
ẩm
sệt
nén
biến
LỚP ĐẤT
đẩy
rỗng
dạng
nổi g'
e
W
WL
WP
IP
B
a1-2
E1-2
(T/m³)
(%)
(cm2/kg)
(kg/cm2)
Lớp 1: Sét pha cát
0.962
0.745
23.92
31.32
18.72
12.6
0.408
0.045
30.897
Lớp 2: Cát hạt vừa trạng thái chặt trung bình.
0.919
0.815
26.49
Không
dẻo
/
0.039
80.00
Lớp 3: Cát mịn trạng thái chặt vừa
1.016
0.636
20.25
Không dẻo
/
0.027
100.00
* KẾT LUẬN
Nền đất ở đây từ độ sâu 40m có lớp đất số 4 là lớp sét lẫn bột vân cát bụi. Lớp đất này rất thích hợp để chịu mũi cọc cho các loại cọc bê tông.
Dựa vào các đặt tính cơ lý của đất và theo yêu cầu của đồ án thì ta tiến hành chọn hai phương án móng để thiết kế như sau:
1/ PHƯƠNG ÁN I : MÓNG CỌC ÉP BTCT
2/ PHƯƠNG ÁN II : MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
C. BẢNG THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT ĐƯỢC THỂ HIỆN TRÊN BẢN VẼ (NM-01/3):
&
._.