Tải bản đầy đủ

Tính toán áp lực đất lên tường chắn phục vụ thiết kế tường vây barrette công trình sunrise city – lô v, đại lộ bắc nam, TP hồ chí minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM
KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN

LÊ THANH MỴ

TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN
PHỤC VỤ THIẾT KẾ TƯỜNG VÂY BARRETTE
CÔNG TRÌNH: SUNRISE CITY – LÔ V, ĐẠI LỘ
BẮC NAM, TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ ĐỊA CHẤT HỌC
Mã ngành: 52440201

TP. HỒ CHÍ MINH – 12/2017


TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM
KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN
PHỤC VỤ THIẾT KẾ TƯỜNG VÂY BARRETTE
CÔNG TRÌNH: SUNRISE CITY – LÔ V, ĐẠI LỘ
BẮC NAM, TP. HỒ CHÍ MINH
Sinh viên thực hiện: Lê Thanh Mỵ

MSSV: 0250100076

Khóa: 2013 – 2017
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Thanh Hoa

TP. HỒ CHÍ MINH – 12/2017


TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm

NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Khoa: ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN
Bộ môn: KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT
Họ và tên: LÊ THANH MỴ

MSSV: 0250100076

Ngành: ĐỊA CHẤT HỌC

Lớp: 02_ĐH_ĐKT

1. Tên đồ án:
Tính toán áp lực đất lên tường chắn phục vụ thiết kế tường vây barrette công trình:
Sunrise City – Lô V, Đại Lộ Bắc Nam, TP. Hồ Chí Minh.
2. Nhiệm vụ (yêu cầu nội dung và số liệu ban đầu):
Nội dung đồ án cần tính toán được các áp lực đất như áp lực đất chủ động, áp lực
đất bị động, áp lực đất tĩnh,tính toán được sức chịu tải của đất nền dưới chân
tường chắn, đề xuất giải pháp tường vây Barrette.
Số liệu ban đầu là chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất, đặc biệt là hệ số ma sát trong và
lực dính của đất.
3. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 22/08/2017
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 01/12/2017
5. Họ và tên người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Thanh Hoa
Người hướng dẫn 1
(Ký và ghi rõ họ tên)

Người hướng dẫn 2
(Ký và ghi rõ họ tên)

Nội dung và yêu cầu đã được thông qua bộ môn
Ngày

tháng

năm

Chủ nhiệm bộ môn
(Ký và ghi rõ họ tên)

iii


LỜI CẢM ƠN
Để đồ án đạt được kết quả như ngày hôm nay, sinh viên đã nhận được sự hỗ trợ,
giúp đỡ của nhiều cơ quan, tổ chức, cá nhân. Trước hết sinh viên xin gửi tới các thầy
cô khoa Địa chất và Khoáng sản trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP.HCM
lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe và lời cảm ơn sâu sắc. Với sự quan tâm, dạy dỗ,
chỉ bảo tận tình chu đáo của thầy cô, đến nay sinh viên đã có thể hoàn thành đồ án, đề
tài:
"Tính toán áp lực đất lên tường chắn phục vụ thiết kế tường vây barrette
công trình: Sunrise City – Lô V, Đại Lộ Bắc Nam, TP. Hồ Chí Minh".
Đặc biệt, sinh viên xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Nguyễn Thị Thanh
Hoa, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo trong suốt quá trình làm đồ án.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện,
quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt
nghiệp. Lần đầu vẫn còn nhiều thiết sót, kính mong thầy cô và nhà trường giúp đỡ.
Ngày 01 tháng 12 năm 2017
Sinh viên
Lê Thanh Mỵ

iv


MỤC LỤC
TÓM TẮT ......................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .....................................................................4
1.1. CÁC KHÁI NIỆM CHUNG .................................................................................4
1.2. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC ............................................5
1.3. THÔNG TIN VỀ KHU VỰC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ............................5
1.3.1. Đặc điểm quy mô, tính chất công trình ..........................................................5
1.3.2. Đặc điểm vị trí địa lý ......................................................................................6
1.3.3. Đặc điểm địa hình địa mạo .............................................................................7
1.3.4. Đặc điểm khí tượng thủy văn .........................................................................7
1.3.5. Đặc điểm kinh tế xã hội ..................................................................................7
1.3.6. Đặc điểm địa chất khu vực công trình nghiên cứu .........................................8
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........................................................9
2.1. PHƯƠNG PHÁP THU THẬP, TỔNG HƠP VÀ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU .........9
2.2. PHƯƠNG PHÁP QUAN SÁT THỰC ĐỊA .......................................................10
2.2.1. Phương pháp khoan lấy mẫu ........................................................................10
2.2.2. Phương pháp thí nghiệm ...............................................................................11
2.3. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ..........................................................................13
2.3.1. Tính áp lực đất theo lý thuyết Coulomb .......................................................13
2.3.1.1. Áp lực đất chủ động ...............................................................................13
2.3.1.2. Áp lực đất bị động ..................................................................................14
2.3.2. Tính áp lực đất theo lý thuyết Muller – Breslau ...........................................14
2.3.2.1. Áp lực đất chủ động ...............................................................................14
2.3.2.2. Áp lực đất bị động ..................................................................................15
2.3.3. Tính áp lực tĩnh của đất ................................................................................15
2.3.4. Tính sức chịu tải của đất nền ........................................................................16
2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ...................................................................17
2.5. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ, SO SÁNH KẾT QUẢ ......................................18
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..............................................................19
3.1. ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN KHU VỰC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG
....................................................................................................................................19
3.2. KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN DƯỚI CHÂN TƯỜNG ...........24
v


3.3. TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT TÁC ĐỘNG LÊN TƯỜNG CHẮN ....................25
3.3.1. Tính áp lực đất theo lý thuyết Coulomb .......................................................26
3.3.2. Tính áp lực đất theo lý thuyết Muller - Breslau............................................29
3.3.3. Tính áp lực tĩnh .............................................................................................31
3.4. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TƯỜNG VÂY BARRETTE ........................................32
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................35
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................37

vi


Danh mục từ viết tắt
TP.HCM

: Thành phố Hồ Chí Minh

HK

: Hố khoan

TB

: Trung bình

NXB

: Nhà xuất bản

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXD

: Tiêu chuẩn xây dựng

TCXDVN

: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

M300

: Bê tông tươi mác 300

PC30

: Xi măng Poóc lăng 30

vii


Danh mục bảng
Bảng 2.1: Bảng các tiêu chuẩn được sử dụng trong đồ án ..............................................9
Bảng 2.2: Bảng tra hệ số Ko theo loại đất .....................................................................16
Bảng 2.3: Bảng tra các hệ số A, B,D .............................................................................17
Bảng 3.1 Bảng kết quả chỉ tiêu cơ lý của lớp 1 .............................................................19
Bảng 3.2 Bảng kết quả chỉ tiêu cơ lý của lớp 2 .............................................................20
Bảng 3.3 Bảng kết quả chỉ tiêu cơ lý của lớp 3 .............................................................21
Bảng 3.4 Bảng kết quả chỉ tiêu cơ lý của lớp 4 .............................................................22
Bảng 3.5: Bảng chỉ tiêu cơ lý của lớp 5 ........................................................................23
Bảng 3.6: Bảng tính sức chịu tải của lớp đất chôn chân tường .....................................25
Bảng 3.7: Bảng tính hệ số áp lực đất chủ động λa ........................................................26
Bảng 3.8: Bảng thống kê các chỉ tiêu tính áp lực chủ động theo Coulomb ..................27
Bảng 3.9: Bảng so sánh kết quả tính áp lực bằng hai phương pháp ..............................30
Bảng 3.10: Bảng phân loại tính toán thép thanh (MPa) ................................................34

viii


Danh mục hình
Hình 1.1: Các bước đào hố cọc làm tường vây barrette ..................................................5
Hình 1.2: Vị trí công trình Sunrise City trên Google Maps ............................................7
Hình 2.1: Sơ đồ tính áp lực E ........................................................................................13
Hình 2.2: Hình biểu diễn áp lực tĩnh .............................................................................16
Hình 3.1: Mặt cắt địa chất công trình khu phức hợp Sunrise City ................................24
Hình 3.2: Hình mô phỏng các lớp đất dưới công trình ..................................................26
Hình 3.3: Hình biểu đồ phân bố áp lực chủ động theo Coulomb ..................................28
Hình 3.4: Biểu đồ phân bố áp lực chủ động và bị động theo Coulomb ........................29
Hình 3.5: Biểu đồ phân bố áp lực tĩnh của các lớp đất..................................................32

ix


TÓM TẮT
Quận 7 thuộc TPHCM là một khu vực phát triển công nghiệp hóa và hiện đại
hóa, là một cửa ngõ thông thương với nhiều khu vực. Tại quận 7, lĩnh vực xây dựng
được đẩy mạnh trong đó xây dựng nhà cao tầng rất phổ biến. Song song với đó, công
tác xây dựng tầng hầm cũng được đặc biệt chú trọng. Công trình tầng hầm có một mối
quan hệ lớn với áp lực đất mà chỉ khi tính được các áp lực đất mới có thể giải quyết
được bài toán này.
Đồ án "Tính toán áp lực đất lên tường chắn phục vụ thiết kế tường vây
barrette công trình: Sunrise City – Lô V, Đại Lộ Bắc Nam, TP. Hồ Chí Minh" tập
trung tính các áp lực đất và sau đó đề xuất giải pháp tường vây barrette. Đồ án gồm có
ba chương:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Nội dung chương này gồm các phần chính:
-

Các khái niệm chung liên quan đối tượng nghiên cứu trong đề tai;

-

Tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước;

-

Thông tin chung về khu vực nghiên cứu: Trình bày các thông tin chung về
đặc điểm điều kiện tự nhiên, KT-XH cũng như đặc điểm địa chất khu vực.

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Trình bày các phương pháp được sử dụng để giải quyết các mục tiêu đề ra trong
đồ án tốt nghiệp này. Trên cơ sở kết quả tính toán, được đánh giá, phân tích và xử lý
cũng như so sánh với các nghiên cứu tương tự.
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Trình bày đặc điểm điều kiện đất nền khu vực công trình nghiên cứu, từ đó đưa
ra cơ sở kiểm tra sức chịu tải của nền đất dưới chân tường công trình. Trên cơ cở kết
quả tính toán lựa chọn giải pháp tường vây Barrette cho công trình.

1


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đồ án tốt nghiệp
Do tốc độ phát triển đô thị hóa, công nhiệp hóa, ngành xây dựng đang đẩy mạnh
việc tận dụng không gian ngầm để phục vụ cho diện tích xây dựng công trình. Tại các
thành phố lớn như Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh, những tòa nhà cao ốc với hai tầng
hầm được dùng để làm nơi giữ xe hoặc mở các dịch vụ buôn bán tại các trung tâm
thương mại xuất hiện với tần suất lớn. Với nhu cầu đẩy mạnh diện tích xây dựng như
vậy thì việc phát triển các kỹ thuật xây dựng giúp ổn định thành vách cho các hố đào
sâu là rất cần thiết.
Có rất nhiều phương pháp phục vụ cho mục đích này, có thể kể đến tường cừ
với hệ thống neo trong đất, tường cọc nhồi bê tông cốt thép, tường cọc xi măng đất.
Tùy vào từng loại công trình, vào điều kiện thi công, chi phí, máy móc mà người thiết
kế sẽ lựa chọn những phương pháp khác nhau.
Nhưng để có thể lựa chọn được một loại tường chắn phù hợp và tiến hành thi
công, rất cần những bước kiểm tra sơ bộ mà tính áp lực đất lên tường chắn cũng như
kiểm tra độ ổn định của tường là vô cùng quan trọng.
Tường barrette rất hữu ích đối với những công trình có chiều sâu tầng hầm lớn.
Tường còn có những ưu điểm như biện pháp thi công đơn giản, tiến độ thi công nhanh
chóng, độ an toàn tường cao và ổn định. Bên cạnh đó tường còn tồn tại những nhược
điểm như giá thành cao, đòi hỏi vốn lớn, thời gian thi công lâu dài và dễ xảy ra sự cố,
Nắm được những ưu nhược điểm của tường vây và phòng tránh những bất lợi
xảy ra bằng cách dự đoán các áp lực của đất sẽ tác dụng lên tường, đồ án “Tính toán
áp lực đất lên tường chắn phục vụ thiết kế tường vây barrette công trình: Sunrise
City – lô V, đại lộ Bắc Nam, TP. Hồ Chí Minh” được lựa chọn thực hiện.

2. Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá áp lực đất chủ động và bị động cũng như áp lực tĩnh tác dụng vào
tường dựa trên kết quả tính toán.
- Đề xuất giải pháp tường vây barrette thích hợp nhất với yêu cầu áp lực cũng
như điều kiện địa chất.

2


3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
o Đối tượng nghiên cứu: Xác định áp lực lên tường chắn đất cho thiết kế tường
vây barrette.
o Phạm vi nghiên cứu:
Về không gian: Đồ án áp dụng tính toán lên công trình Sunrise City – Lô V,
đại lộ Bắc Nam, TP. Hồ Chí Minh.
o Về nội dung:. Tính toán áp lực đất lên tường chắn. Sau đó, đề xuất giải pháp
tường vây barrette cho công trình Sunrise City.

4. Phương pháp nghiên cứu
Đồ án sử dụng những phương pháp nghiên cứu sau:
- Phương pháp thu thập tài liệu, tổng hợp và phân tích tài liệu, dữ liệu liên quan
đến đề tài và công trình thực hiện cho đồ án.
- Phương pháp khảo sát địa chất: là một phương pháp cơ bản, gồm những
nhiệm vụ như thăm dò địa chất và thí nghiệm địa chất công trình để đưa ra được
những kết quả về đất nền.
- Phương pháp tính toán: tính áp lực theo Coulomb và Muller – Breslau, tính áp
lực tĩnh của đất, tính sức chịu tải của đất chôn chân tường.
- Phương pháp xử lý số liệu: Kết quả tính toán từ hai phương pháp được tiến
hành so sánh kết quả để kiểm tra sai lệch. Tính toán bằng bảng tính Excel.
- Phương pháp đánh giá, so sánh kết quả: Kết quả tính toán từ các phương pháp

được tổng hợp lại. Sau đó, dựa vào kết quả để đưa ra nhận xét, tìm giải pháp cho đất
nền khu vực.

3


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. CÁC KHÁI NIỆM CHUNG
Tường chắn là một loại kết cấu xây dựng để giữ ổn định đất giữa hai độ cao
khác nhau, để giữ khối đất đắp hoặc vách hố đào sâu tránh không bị trượt đất. Trong
xây dựng, tường chắn thường được dùng để xây tầng hầm, chống giữ nền đường đắp,
mố cầu,… Có các kiểu tường chắn như tường chắn trọng lực, tường chắn giá đỡ, tường
cọc cừ, tường vây barrette, tường cọc khoan nhồi và tường neo trong đất.
Và tường chắn sẽ chịu tác động của áp lực đất sau tường. Áp lực đất thường
được chia ra làm ba loại sau: áp lực đất tĩnh, áp lực đất chủ động và áp lực đất bị động.
Áp lực đất tĩnh: Nếu tường hoàn toàn không chuyển dịch thì khối đất sau tường
ở trạng thái cân bằng tĩnh.
Áp lực đất chủ động là áp lực do đất tác dụng vào tường, khiến tường tiến ra xa
khối đất và dần dần đất dãn ra thành một mặt trượt.
Áp lực đất bị động là áp lực ngoài tác dụng vào tường, khiến tường tiến về phía
khối đất, nén ép làm khối đất trồi lên.
Tường vây barrette là một loại cọc vuông có nguyên lý như một cọc khoan
nhồi. Tường barrette có dạng hình chữ nhật, khác với các cọc có tiết diện tròn khác.
Chiều rộng thường là 0.6 – 1.5m, chiều dài là 2.2 – 6.0 m. Tường barrette có thể chịu
tải lên đến vài ngàn tấn, chiều sâu lớn và thích hợp trong xây dựng tầng hầm bằng
phương pháp Top – down.
Tường vây barrette được thi công như sau:
Bước 1: Làm tường dẫn;
Bước 2: Đào đất bằng gàu ngoạm, đồng thời bơm dung dịch bentonite giúp
chống sập thành vách. Khi đào đến độ sâu thiết kế phải tiến hành thổi rửa bằng nước
có áp. Cặn lắng như đất cát nhỏ thì dùng bơm điện chìm bơm lên. Còn cặn lắng cứng
thì nạo vét bằng gầu.
Bước 3: Kiểm tra lại kích thước của hố cọc barrette.
Bước 4: Gia công lồng thép, đưa lồng thép xuống hố cọc;

4


Bước 5: Đổ bê tông xuống hố cọc có lồng thép;

Hình 1.1: Các bước đào hố cọc làm tường vây barrette
1.2. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
Một số nghiên cứu ngoài nước đáng được quan tâm như:
- Độ tin cậy của tường vây theo trạng thái giới hạn – 2015 – M.
Wyjadłowski, W. Puła, J. Bauer.
- Ứng xử của cọc barrette trong cát – 2013 – A.Z. El Wakil, Ashraf K. Nazir.
Tại Việt Nam, có một số nghiên cứu về tường vây barrette như sau:
- Phân tích ổn định tường vây cọc barrette khi đào sâu trong đất yếu – 2016 –
Mai Anh Tuấn.
- Phân tích ổn định và biến dạng tường vây khi thi công tầng hầm bằng biện
pháp Top – down trên nền địa chất có lớp cát dày tại khu vực quận 1, TP.HCM – 2016
– Dương Trọng Nghĩa.
- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tường vây barrette để ổn định hố đào sâu
trong điều kiện đất yếu – 2013 – Mã Quang Vinh.
1.3. THÔNG TIN VỀ KHU VỰC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU
1.3.1. Đặc điểm quy mô, tính chất công trình
Tên công trình: Căn hộ Sunrise city.
Địa chỉ: Lô V số 23 - 25 -27 đường Nguyễn Hữu Thọ, P. Tân Hưng, Q.7, TP.
HCM.
5


Chủ đầu tư: Công ty địa ốc Nova Land
 Quản

lý dự án: HBP Project Managgement LTD

 Thiết

kế ý tưởng kiến trúc: Surbana

 Tư

vấn kiến trúc: Archetype Group

 Tư

vấn kết cấu: Arup VietnamLimited

 Tư

vấn cơ điện: J.Roger Preston ( Singapore )

 Tư

vấn khối lượng: Davis Langdon & Seah

Nền móng:
Hệ cọc Barrette kết hợp công nghệ phụt vữa lần đầu tiên áp dụng tại Việt Nam
do Bachy Soletanche (Pháp) áp dụng thi công. Đạt tiêu chuẩn cả độ bền, độ biến dạng
và tiêu chuẩn phòng chống động đất dư chấn cấp 7 theo chuẩn Eurocode 8 và
TCXDVN. Thiết kế đem lại độ an toàn gần như tuyệt đối cho công trình ở hầu hết
trường hợp nguy hiểm bao gồm cho cả quá trình thi công và sử dụng.
Tầng hầm:
Kumho đã áp dụng biện pháp thi công Full-Top-Down cùng với việc trang bị
đầy đủ thiết bị quan trắc trong suốt quá trình thi công hầm tạo độ an toàn cao nhất.
Minh chứng là hầm có diện tích 36.000m2 lớn nhất HCM tại độ sâu 11m đã thi công
hoàn thành trong thời gian 8 tháng, mà biến dạng và chuyển vị tường rất thấp, không 1
sự cố nào xuất hiện và độ chống thấm tốt nhất trong các công trình thi công từ trước
đến nay ở Việt Nam.
1.3.2. Đặc điểm vị trí địa lý
Sunrise City tọa lạc tại Phường Tân Hưng, Q.7, TP.HCM, thuộc khu đô thị mới
Him Lam Tân Hưng (57,4ha), mặt tiền là đường Nguyễn Hữu Thọ - cửa ngõ vào khu
đô thị mới Phú Mỹ Hưng. Dự án gần đại lộ Đông Tây và các tuyến Metro, cách chợ
Bến Thành chưa đầy 3km, gần bệnh viện FV, viện tim Tâm Ðức, trường RMIT, đối
diện siêu thị Lotte của Hàn Quốc… Hạ tầng của dự án kết nối bằng các cầu: Phú Mỹ,
Nguyễn Văn Cừ, Calmette, cầu mới qua khu Trung Sơn.
- Phía Bắc: Giáp khu cao ốc văn phòng và đường D4 lộ giới 40m.
- Phía Tây: Giáp trục đường số 5 (14m) và cụm trường học quốc tế.
- Phía Nam: Giáp sông Rạch Bàng và Trường Đại học Tôn Đức Thắng.

6


- Phía Đông: Giáp trục đường Nguyễn Hữu Thọ lộ giới 60m.

Hình 1.2: Vị trí công trình Sunrise City trên Google Maps
1.3.3. Đặc điểm địa hình địa mạo
Độ cao địa hình khoảng 0.9m. Địa hình quận 7 thấp, trước đây thuộc vùng đầm
lầy. Nhờ có phát triển của con người mà địa hình thay đổi do đất bồi đắp, cải tạo. Thổ
nhưỡng quận 7 thuộc loại đất phèn mặn.
1.3.4. Đặc điểm khí tượng thủy văn
Khu vực cộng trình nghiên cứu tọa lạc tại quận 7. Quận 7 mang đặc thù khí hậu
chung của Tp.HCM với hai mùa mưa và khô rõ rệt. Lượng mưa trung bình năm là
1,949 mm/năm. Xung quanh công trình có rạch Ông Lớn và rạch Bàng.
1.3.5. Đặc điểm kinh tế xã hội
Quận 7 là một khu vực rất phát triển về kinh tế và xã hội. Khu căn hộ Sunrise
City là một khu căn hộ cao cấp với qui mô lớn do chủ đầu tư Nova Land thực hiện.
Với vốn đầu tư và quy mô như vậy thì hoàn toàn đủ điều kiện để sử dụng phương pháp
thi công tường vây barrette.

7


Bên cạnh đó, cũng vì nhu cầu cao của dân cư, nên lĩnh vực giải trí và giáo dục
cũng được tích hợp trong khu căn hộ cao cấp này.
1.3.6. Đặc điểm địa chất khu vực công trình nghiên cứu
Dựa vào tài liệu hố khoan khảo sát tại vị trí công trình Sunrise City, có thể chia
ra thành các lớp đất sau:
Lớp 1: Bùn sét, màu xám xanh, xám đen, trạng thái chảy. Nằm ở độ sâu từ 0 –
20m.
Lớp 2: Sét dẻo, màu nâu vàng, xám xanh, dẻo cứng. Nằm ở độ sâu từ 19m –
31.5m.
Lớp 3: Cát mịn chặt vừa. Nằm ở độ sâu từ 22.5 – 37m.
Lớp 4: Sét, màu nâu vàng, xám trắng, trạng thái nửa cứng. Nằm ở độ sâu từ 35.6
– 40m.
Lớp 5: Cát mịn lẫn sét, bụi, xám, xám trắng, mật độ chặt. Nằm ở độ sâu từ 42.6m
– 65.3m.

8


CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. PHƯƠNG PHÁP THU THẬP, TỔNG HƠP VÀ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU
Phương pháp này là dựa trên nguồn thông tin sơ cấp và thứ cấp thu thập được từ
những tài liệu nghiên cứu trước đây để xây dựng cơ sở luận cứ để chứng minh giả
thuyết. Trong đồ án, tài liệu sử dụng chính gồm chương V – “Sức chịu tải của nền đất
và ổn định mái đất” và chương VI – “Áp lực đất lên tường chắn” trong sách Cơ học
đất của giáo sư Vũ Công Ngữ, NXB Giáo dục. Bên cạnh đó đồ án còn sử dụng một số
sách sau:
- Sách “Cơ học đất” – Phan Hồng Quân;
- Sách “Thiết kế tường chắn đất” – Nguyễn Văn Chiêu;
- Sách “Thiết kế và thi công tường chắn đất có cốt” – Dương Ngọc Hải;
- Sách “Áp lực đất và tường chắn đất” – Phan Trường Phiệt;
Ngoài ra, cơ sở pháp lý để dánh giá dựa vào các tiêu chuẩn Việt Nam liên quan
đến nội dung đồ án. Các tiêu chuẩn được liệt kê dưới bảng 2.1.
Bảng 2.1: Bảng các tiêu chuẩn được sử dụng trong đồ án
STT

Ký hiệu

Tên

1

TCVN 9437:2012 Khoan thăm dò địa chất công trình

2

TCVN 9152:2012

3

TCVN 4453:1995

4
5

TCXDVN
365:2005
TCVN 9362:2012

Công trình thủy lợi – Quy trình thiết kế tường chắn
công trình thủy lợi
Tiêu chuẩn về kết cấu bê tông và cốt thép toàn khối
Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép
Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

Đồ án còn dùng những số liệu sau:
Bảng tổng hợp tính chất cơ lý các hố khoan HK1 , HK2, HK3 của đất nền công
trình Sunrise City. Chủ yếu sử dụng hệ số góc ma sát trong và lực dính của đất để tính
áp lực;
Hình trụ hố khoan công trình Sunrise City;

9


Báo cáo khảo sát địa chất của một số công trình tại quận 7 (Khu phức hợp LUX
GARDEN, Tòa nhà Ngân hàng, trường quốc tế Việt Úc,…) của công ty UGCE và
công ty 146;
2.2. PHƯƠNG PHÁP QUAN SÁT THỰC ĐỊA
2.2.1. Phương pháp khoan lấy mẫu
 Khoan lấy mẫu
Sau khi được giao nhiệm vụ khoan, đơn vị chủ quản phải đi khảo sát hiện
trường và thu thập các tài liệu cần thiết để lập đề cương kỹ thuật khoan thăm dò ĐCCT
và lập kế hoạch triển khai công tác khoan.
Công tác khoan thăm dò ĐCCT cho một công trình bao gồm các bước chính sau
đây:
 Tiếp nhận nhiệm vụ, lập đề cương khoan và lập kế hoạch triển khai công tác
khoan;
 Tiến hành các công tác chuẩn bị trước khi khoan;
 Xác định vị trí và cao độ miệng lỗ khoan;
 Làm nền khoan và lắp ráp thiết bị khoan, chạy thử máy;
 Tiến hành công tác khoan thăm dò, thu thập các tài liệu địa chất và các loại
mẫu, làm các thí nghiệm trong lỗ khoan và các quan trắc cần thiết trong lỗ khoan.
 Chuyển giao các loại mẫu đến nơi quy định;
 Kết thúc lỗ khoan, lấp lỗ khoan, thu dọn hiện trường, di chuyển sang lỗ khoan
mới;
 Lập hồ sơ, hoàn chỉnh tài liệu khoan thăm dò của công trình;
 Tổ chức nghiệm thu công tác thăm dò ngoài hiện trường;
Phương pháp khoan: Khoan xoay bơm rửa bằng nước hoặc dung dịch sét
bentonit chống sập lở thành vách, kết hợp mô tả chi tiết từng hiệp khoan trực quan
ngoài thực địa và lấy mẫu nguyên dạng để thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý mẫu
đất.

10


 Lấy mẫu thí nghiệm
Công tác lấy mẫu được tiến hành đồng thời với công tác khoan. Địa tầng và vị
trí lấy mẫu cụ thể được thể hiện trong hình trụ hố khoan.
Trước khi lấy mẫu đáy hố khoan đã được vét sạch. Các mẫu đất được lấy cách
nhau trung bình khoảng 02m/mẫu, nếu địa tầng thay đổi thì dừng khoan và lấy mẫu
ngay sao cho các mẫu đại điện cho các lớp đất.
Khi nén hoặc đóng mẫu phải đánh dấu lên cần khoan dấu bắt đầu và dấu kết
thúc đóng mẫu. Khoảng cách giữa hai dấu này phải nhỏ hơn chiều dài ống mẫu (tính từ
đầu mũi đến vai ống lấy mẫu).
Các mẫu nguyên dạng được lấy bằng ống mẫu nguyên dạng đường kính 
76mm, dài 33cm ÷ 50cm, xong được bọc kín hai đầu để bảo quản độ ẩm, ghi chép đầy
đủ các thông tin bên ngoài như ký hiệu mẫu, độ sâu lấy, mô tả trực quan….
Sau khi kéo ống mẫu lên phải gạt bỏ bùn đất thừa, dùng giẻ hoặc rơm lau sạch
(lau khô, tuyệt đối không được dùng nước để rửa) rồi mới mở để lấy mẫu.
Khi mở ống lấy mẫu ra, dùng dao mỏng hoặc dây thép có đường kính nhỏ hơn
0,5 mm để cắt đất thừa ở hai đầu ống đựng mẫu.
Phải bọc mẫu ngay sau khi lấy đất ở ống lấy mẫu ra bằng vải màn tẩm paraphin
hoặc băng dính.
Ở mỗi hộp mẫu đất thí nghiệm phải có một phiếu mẫu viết bằng mực tốt (không
bị nhòe), nhúng paraphin và dán theo đúng hướng trên, dưới ở bên ngoài hộp mẫu
hoặc dán nhãn mẫu băng dính.
Mẫu lấy được bảo quản nơi thoáng mát và chuyển ngay về phòng thí nghiệm.
Trong quá trình khoan, cán bộ Địa kỹ thuật theo dõi ghi chép đầy đủ chính xác
các thông tin theo quy định như tên hố khoan, vị trí, địa tầng, mẫu đất,...
2.2.2. Phương pháp thí nghiệm
Công tác thí nghiệm các tính chất cơ lý của mẫu đất nguyên dạng được thực
hiện ngay sau khi kết thúc công tác khảo sát hiện trường.
Công tác thí nghiệm trong phòng được thực hiện tại Phòng thí nghiệm địa kỹ
thuật và vật liệu xây dựng LAS-XD 1390 trực thuộc Công ty TNHH Địa kỹ thuật và
Môi trường Cửu Long. Mỗi mẫu đất nguyên dạng được thí nghiệm các tính chất cơ lý
cơ bản bao gồm:
11


 Thành phần hạt được xác định bằng phương pháp rây kết hợp tỷ trọng kế;
 Độ ẩm tự nhiên của đất W(%) được xác định bằng phương pháp sấy khô ở
nhiệt độ 80 - 1050C;
 Dung trọng tự nhiên của đất w (g/cm3) được xác định bằng phương pháp dao
vòng, đối với những loại đất cắt được bằng dao vòng và bằng phương pháp bọc
parafin, đối với những mẫu đất chứa nhiều sỏi sạn không cắt được bằng dao vòng;
 Tỷ trọng của đất được xác định bằng phương pháp bình tỷ trọng;
 Giới hạn Atterberg: Giới hạn chảy WL(%) được xác định bằng phương pháp
Casagrande và giới hạn dẻo WP (%) được xác định bằng cách lăn;
 Thí nghiệm cắt trực tiếp được thực hiện bằng máy cắt ứng biến của Trung
Quốc theo sơ đồ cắt nhanh không thoát nước với áp lực nén tiêu chuẩn là 0,25; 0,5 và
0,75 daN/cm2 cho đất sét– sét pha có trạng thái dẻo chảy– chảy và 0,5; 1,0 và 1,5
daN/cm2 hoặc 1,0; 2,0 và 3,0 daN/cm2 cho các loại đất khác;
 Thí nghiệm nén lún được thực hiện theo sơ đồ: Nén nén nhanh không cố kết.
Các cấp áp lực nén là 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0 daN/cm2 cho các đất có trạng thái dẻo
chảy- chảy hoặc 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 8,0 daN/cm2 cho các mẫu đất lọai cát, đất lọai sét có
trạng thái dẻo cứng đến cứng.
Ngoài các chỉ tiêu thí nghiệm trên, các chỉ tiêu tính toán khác như: dung trọng
khô, độ bão hòa nước, độ rỗng, chỉ số dẻo, độ sệt, hệ số rỗng… được sử dụng các công
thức theo tiêu chuẩn xây dựng hiện hành để tính toán.
 Công tác xử lý số liệu và lập báo cáo
Công tác lập hồ sơ, hoàn chỉnh báo cáo được tiến hành ngay sau khi kết thúc
công tác thí nghiệm trong phòng.
Dựa trên kết quả thí nghiệm trong phòng kết hợp việc xem xét nhật ký mô tả ở
hiện trường, tiến hành phân loại đất theo tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam. Đồng
thời căn cứ vào các tài liệu địa chất của khu vực (theo nguồn gốc thành tạo, tuổi địa
chất…), sơ bộ phân chia các đơn nguyên địa chất công trình. Kết quả thí nghiệm của
các mẫu đất cùng một đơn nguyên địa chất công trình được xếp vào một tập hợp thống
kê, sử dụng phương pháp toán học thống kê để xác lập các đặc trưng trị trung bình của
các chỉ tiêu vật lý và cơ học, được trình bày trong bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý.
12


2.3. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
Để tính áp lực chủ động và bị động của đất có thể dùng lý thuyết cổ điển của
Coulomb cũng như lý thuyết cân bằng giới hạn của Xocolovxki.

Hình 2.1: Sơ đồ tính áp lực E
2.3.1. Tính áp lực đất theo lý thuyết Coulomb
Theo lý thuyết Coulomb, giả thiết cơ bản là khối đất sau tường chắn trượt theo
một mặt trượt phẳng. Dùng tính toán áp lực chủ động của đất rời, lý thuyết Coulomb
cho những kết quả khả quan. Việc áp dụng lý thuyết Coulomb cho đất dính gặp nhiều
khó khăn, đặc biệt khi tính áp lực bị động, khi tính áp lực bị động thường phải dùng hệ
số an toàn lớn.
2.3.1.1. Áp lực đất chủ động
Trường hợp đất rời:
1

Áp lực đất chủ động: Ea = . 𝜆𝑎. 𝛾𝐻 2

(2.1)

2

Trong đó:
γ: Trọng lượng riêng của đất;
λa: hệ số áp lực đất chủ động
λa =

𝑐𝑜𝑠2 (𝜑−𝛼)
sin(𝜑+𝛿)sin⁡(𝜑−𝛽)
𝑐𝑜𝑠2 𝛼 cos(𝛿+𝛼)[1+√cos(𝜑+𝛼)cos⁡(𝛽−𝛼)

2

(2.2)

φ: góc ma sát trong của đất
δ: góc ma sát giữa đất và tường chắn
Cường độ áp lực đất: Pa = 𝜆𝑎. 𝛾. 𝑧

(2.3)

z: độ sâu của điểm xác định cường độ.
Khi có tải trọng q:

13


Ea =

1
2

. 𝜆𝑎. 𝛾𝐻 2 [1 +

Pa = λa.γ.z +

2𝑞
𝛾𝐻(1+𝑡𝑔𝛼𝑡𝑔𝛽)

]

(2.4)

𝜆𝑎.𝑞

(2.5)

1+𝑡𝑔𝛼𝑡𝑔𝛽

Trường hợp đất dính:
Tổng quát:
Khi β = δ = 0, α≠0:
1

𝐶2

2

𝛾

Ea = . 𝜆𝑎. 𝛾𝐻 2 − 𝐶. 𝑐𝐻 + 𝐷

(2.6)

Pa = 𝜆𝑎. 𝛾. 𝑧 − 𝐶𝑐
Trong đó: C =
D=

(2.7)
𝑐𝑜𝑠𝜑

(2.8)

𝜑+𝛼

𝑐𝑜𝑠2 (45𝑜 − 2 )

𝐶2

(2.9)

2𝜆𝑎

c: lực dính của đất;
Khi β = δ = α = 0:
1

𝜑

𝐶2

2

2

𝛾

Ea = . 𝜆𝑎. 𝛾𝐻 2 − 2𝑐𝐻𝑡𝑔 (45𝑜 − ⁡ ) + 2
𝜑

Pa = 𝜆𝑎. 𝛾. 𝑧 − 2𝑐𝑡𝑔 (45𝑜 − ⁡ )

(2.10)
(2.11)

2

2.3.1.2. Áp lực đất bị động
Khi tính áp lực đất bị động của đất theo Coulomb, công thức tính hệ số áp lực
đất bị động giống công thức tính áp lực đất chủ động nhưng đổi dấu ϕ.
𝜑

Pb = 𝜆𝑎. 𝛾. 𝑧 − 2𝑐𝑡𝑔 (45𝑜 + ⁡ )

(2.12)

2

1

𝜑

𝐶2

2

2

𝛾

Eb = . 𝜆𝑎. 𝛾𝐻 2 − 2𝑐𝐻𝑡𝑔 (45𝑜 + ⁡ ) + 2

(2.13)

2.3.2. Tính áp lực đất theo lý thuyết Muller – Breslau
2.3.2.1. Áp lực đất chủ động
Cường độ áp lực chủ động của đất được tính theo công thức:
Pa = σz.Ka – 2.c.Kac

(2.14)

Trong đó:
σz: áp lực tĩnh theo phương thẳng đứng;
Ka: hệ số áp lực chủ động

14


Ka = [

sin⁡(𝛼+45𝑜 −𝜑)
𝜋
sin⁡(𝛼+ )
4
sin(𝜑+𝛿)sin⁡
(𝜑−𝛿)
√sin⁡(𝛼+45𝑜 +𝛿)+√ sin(𝛼+45𝑜 −𝛽)

2

]

(2.15)

Hệ số áp lực chủ động Kac được tính bằng công thức:
α<

𝜋
4

𝜋

α≤

4

Kac =

𝐾𝑎ℎ𝑐
cos⁡(𝛿+𝛼)

Kahc =

𝑐𝑜𝑠𝜑.𝑐𝑜𝑠𝛽.cos(𝛿−𝛼).(1+𝑡𝑔(−𝛼)𝑡𝑔𝛽)
1+sin⁡(𝜑+𝛿−𝛼−𝛽)

Kac = √𝐾𝑎

(2.16)
(2.17)

2.3.2.2. Áp lực đất bị động
Áp lực bị động của đất được tính theo công thức:
Pp = σz.Kp + 2c√𝐾𝑝

(2.18)

Trong đó:
Kp - hệ số áp lực đất bị động
Kp =

𝑐𝑜𝑠2 (𝜑−𝛼)
sin(𝜑−𝛿).sin⁡(𝜑+𝛽)
𝑐𝑜𝑠2 𝛼.cos(𝛼−𝛿).[1+√
]
cos(𝛼−𝛿).cos⁡(𝛼+𝛽)

2

(2.19)

2.3.3. Tính áp lực tĩnh của đất
Xét bài toán mặt đất sau tường phẳng, nằm ngang, đất sau tường đồng nhất nằm
trong trạng thái cân bằng bền, lưng tường phẳng thẳng đứng. Với giả thiết sự có mặt
của tường không làm thay đổi điều kiện làm việc của đất. Khi đó áp lực của đất tác
dụng lên mặt phẳng lưng tường chính là áp lực hông trên mặt phẳng đó trong nền khi
không có tường. Do khối đất ở trạng thái cân bằng tĩnh nên áp lực đó gọi là áp lực
tĩnh.
Cường độ áp lực tĩnh được tính theo công thức sau:
Po(z) = γ.z.ξ

(2.20)

Trong đó:
γ là dung trọng của đất;
z là độ sâu của điểm tính áp lực;
ξ: hệ số áp lực hông tùy thuộc vào từng loại đất ξ = 1-sinφ
Hoặc có thể lấy theo bảng sau:
15


Bảng 2.2: Bảng tra hệ số Ko theo loại đất
Tên đất

Cát

Á sét nhẹ

Á sét

Sét

Hệ số ξ

0.43 ÷0.54

0.54÷0.67

0.67÷0.82

0.82÷1.00

Biểu diễn cường độ áp lực đất tác dụng lên tường có dạng tam giác, do đó, tổng
áp lực đất tĩnh tính theo công thức:
1

Eo= 𝛾. 𝐻 2 . 𝜉
2

(2.21)

Hình 2.2: Hình biểu diễn áp lực tĩnh
2.3.4. Tính sức chịu tải của đất nền
Việc tính sức chịu tải của đất nền được dựa vào TCVN 9362:2012 – “Tiêu
chuẩn thiết kế nền nhà và công trình”
R = m. [ A.b.γ + B.h.γ’ + D.c]

(2.22)

Trong đó:
m là hệ số điều kiện làm việc của nền đất và hệ số điều kiện làm việc của nhà
hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền;
A, B và D là các hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng 14 phụ thuộc vào trị
tính toán của góc ma sát trong φ.
b là bề rộng của tường chắn (m);
h là chiều sâu chôn chân tường mét (m);
γ’ là trị trung bình (theo từng lớp) của trọng lượng thể tích đất nằm phía trên độ
sâu đặt chân tường (kN/m³);
γ có ý nghĩa như trên, nhưng của đất nằm phía dưới chân tường, (kN/m³);
c là trị tính toán của lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới chân tường,
(kPa);

16


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×