Đề tài Thiết kế chung cư cao tầng phường 12 quần 3

CHƯƠNG 6 XỬ LÝ THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT ********************** ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 6.1.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TÁC KHẢO SÁT Khu vực khảo sát địa chất công trình Chung Cư Cao Tầng P12 – Q.3 của Trung Tâm Nghiên Cứu Công Nghệ Và Thiết Bị Công Nghiệp – ĐH Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh. Đây là khu vực tập trung nhiều dân cư sinh sống, địa hình tương đối bằng phẳng. Công tác khoan khảo sát được tiến hành với 03 hố khoan được ký hiệu là H1, H2, H3. Độ sâu của mỗi hố khoan là 60 mét, tổng cộng là 180 mét khoan. Thiết bị khoan là máy khoan XY – 1 do Trung Quốc chế tạo. Công tác khoan được thực hiện theo phương pháp khoan dung dịch tuần hoàn và phá mẫu toàn đáy. Tới vị trí cần lấy mẫu, vét sạch bùn khoan dưới đáy hố khoan sau đó tiến hành lấy mẫu nguyên dạng. Mẫu nguyên dạng được lấy bằng ống mẫu đường kính 76 mm, dài 600 mm. Ống mẫu này được đóng hoặc ấn nhẹ vào đáy hố khoan đến độ sâu đã định. Sau khi lấy mẫu xong, mẫu này được bọc kín bằng parafin và dán nhãn, ghi số hiệu, độ sâu lấy mẫu, và kèm theo mô tả hiện trường. 6.1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Từ kết quả khảo sát – khoan và thí nghiệm – có thể chia địa tầng địa chất của khu vực khảo sát như sau: Lớp Đất Đắp (FILL) Nằm ngay trên bề mặt địa hình và độ sâu phân bố ở các hố khoan như sau: Hố khoan H1 : từ 0.0 mét đến 0.7 mét. Hố khoan H2 : từ 0.0 mét đến 0.7 mét. Hố khoan H3 : từ 0.0 mét đến 0.7 mét. Thành phần là sà bần, sét lẫn sạn loang lỗ, đá dăm, Lớp á sét pha lẫn sạn (SC) Nằm dưới lớp đất đắp và độ sâu phân bố ở các hố khoan như sau: Hố khoan H1 : từ 0.7 mét đến 3 mét. Hố khoan H2 : từ 0.7 mét đến 3 mét. Hố khoan H3 : từ 0.7 mét đến 3 mét. Thành phần là á sét, đôi chổ pha lẫn sạn lateríc màu vàng, trạng thái dẻo cứng, bề dày đạt tới 2.3 m. Lớp sét lẫn sạn (CH) Nằm dưới lớp sét pha và độ sâu phân bố ở các hố khoan như sau: Hố khoan H1 : từ 3 mét đến 7.1 mét. Hố khoan H2 : từ 3 mét đến 7.6 mét. Hố khoan H2 : từ 3 mét đến 7.0 mét. Thành phần là sét mầu nâu xám lẫn ít sạn sỏi lateric, tính dẻo cao, trạng thái cứng phân bố từ độ sâu 3 m tới 7.1 m (H1), 7.6 m (H2), 7.0 m (H3) bề dày đạt 4 – 4.6 m. Lớp cát lẫn sét và sạn sỏi (SC) Nằm dưới lớp sét lẫn sạn laterit và độ sâu phân bố ở các hố khoan như sau: Hố khoan H1 : từ 7.1 mét đến 10.2 mét. Hố khoan H2 : từ 7.6 mét đến 10.5 mét. Hố khoan H3 : từ 7.0 mét đến 11 mét. Thành phần là cát lẫ ít sét và sạn sỏi mầu vàng, trạng thái cứng, đặc biệt sạn sỏi thô f 2 – 20 mm đạt tới khảng 48% tại hố khoan 1. lớp này phân bố từ 7.1 m (H1), 7.6 m(H2), 7.0 m (H3) tới 10.2 m (H1), 10.5 m (H2), 11 m (H3) . Bề dày đạt 3.1 – 4 m. Lớp cát (SM/SW) Nằm dưới lớp cát pha sét pha và độ sâu phân bố ở các hố khoan như sau: Hố khoan H1 : từ 10.2 mét đến 36.7 mét. Hố khoan H2 : từ 10.5 mét đến 36.6 mét. Hố khoan H3 : từ 11 mét đến 37 mét. Thành phần là chủ yếu là cát mịn, trung đến thô màu vàng, hồng xám, đôi chỗ lẫn sạn, bột. Lớp (SM/SW) này bắt đầu từ độ sâu 10.2 m (H1), 10.5 m (H2), 11 m (H3) cho tới độ sâu 36.7 m (H1), 36.6 m (H2) 37 m (H3), bề dày đạt tới 26.0 m . Lớp sét (CH) Nằm dưới lớp cát và độ sâu phân bố ở các hố khoan như sau: Hố khoan H1 : từ 36.7 mét đến 51 mét. Hố khoan H2 : từ 36.6 mét đến 51 mét. Hố khoan H3 : từ 37.0 mét đến 54 mét. Thành phần sét, á sét màu nâu, nâu vàng, tính dẻo cao, trạng thái nửa cứng tới cứng, phân bố ở độ sâu từ 36.6 – 37.0 mét đến 50 mét cho H1, H2 và 54 mét cho H3. tổng chiều dày có thể đạt tới 13 m. Lớp cát pha sét (SC) Nằm dưới lớp cát và độ sâu phân bố ở các hố khoan như sau: Hố khoan H1 : từ 51 mét đến 60 mét. Hố khoan H2 : từ 51 mét đến 60 mét. Hố khoan H3 : từ 54 mét đến 60 mét. Thành phần là cát mịn lẫn ít sạn, bột, sét màu xám, càng xuống sâu hàm lượng bột càng giảm, phân bố từ độ sâu 51 m cho tới 60 m. Bề dày khoảng 6 – 9 m. Mực Nước Ngầm : Độ sâu mực nước ngầm ổn định ở các hố khoan là 2.35 m. 6.2 MẶT BẰNG BỐ TRÍ HỐ KHOAN Hình 6.1: Mặt bằng bố trí hố khoan Hình 6.2: Mặt cắt địa chất 6.3 XỬ LÝ THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 6.3.1 LÝ THUYẾT Phương pháp thống kê dùng để xử lý kết quả nhằm xác định các đặc trưng sau: Những đặc trưng vật lí của tất cả các loại đất đá. Những đặc trưng độ bền : lực dính đơn vị, góc ma sát trong của đất đá và sức chống nén tức thời một trục của đất đá. Môdun biến dạng của đất đá. Việc xử lý thống kê các đặc trưng vật lý và cơ học của đất – đá nhằm tính các giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán cần thiết để thiết kế nền công trình. Xử lý thông kê các đặc trưng đất đá được thực hiện đối với khu vực riêng của mặt bằng hoặc nền công trình. Đơn nguyên địa chất công trình là đơn vị địa chất công trình cơ bản tại đó tiến hành xử lý thống kê các đặc trưng đất – đá. Một đơn nguyên địa chất công trình là một khối đất đá đồng nhất có cùng tên gọi và thỏa mãn một trong những điều kiện sau: Các đặt trưng của đất – đá trong phạm vi đơn nguyên biến thiên không có tính quy luật. Nếu các đặc trưng biến thiên có quy luật thì quy luật này có thể bỏ qua. Phương pháp chỉnh lí thống kê các số liệu đại chất từ các kết quả thí nghiệm đất được thực hiện đúng theo TCXD 74 : 1987. Phương pháp chỉnh lí thống kê được sử dụng để chỉnh lí kết quả, xác định các đặc trưng của đất sau: Đặc trưng vật lí của đất ở tất cả các dạng; Đặc trưng độ bền: lực dính kết đơn vị, góc ma sát trong của đất và cương độ kháng nén tức thời khi nén một trục của đá; Môđun biến dạng của đất. Chỉnh lí thống kê các đặc trưng cơ lí của đất được sử dụng để tính toán các trị tiêu chuẩn và trị tính toán cần thiết cho thiết kế nền, móng nhà và công trình. Chỉnh lí thống kê các đặc trưng của đất được sử dụng đối với đất ở các khu xây dựng, những khoảng riêng biệt của khu xây dựng hoặc ở từng nền nhà và công trình. Điều kiện loại trừ những sai số thô Khi tổng hợp những tài liệu thí nghiệm trong phạm vi một đơn nguyên địa chất công trình, để phân chia phải tiến hành kiểm tra thống kê để loại trừ những sai số thô. Phải loại trừ những giá trị Ai (lớn nhất và nhỏ nhất), nếu không thoả mãn điều kiện sau: trong đó: . ; . ; . Ai - giá trị riêng của đặc trưng; . n - số lần xác định các đặc trưng; . V - chỉ số thống kê được lấy tuỳ thuộc vào số lần xác định n (Theo Bảng 1 Phụ Lục 1 TCXD 74 : 1987). Trị tiêu chuẩn Trị tiêu chuẩn Atc của tất cả các đặc trưng của đất (trừ lực dính kết đơn vị Ctc và góc ma sát trong jtc) là giá trị trung bình số học Ā các kết quả xác định riêng biệt và được tính theo công thức: Trị tiêu chuẩn của lực dính kết đơn vị Ctc và góc ma sát trong jtc là các thông số tìm được bằng các phương pháp bình phương nhỏ nhất từ quan hệ tuyến tính giữa sức chống cắt và áp lực pháp tuyến đối với toàn bộ tập hợp các trị số thí nghiệm trong đơn nguyên địa chất công trình: trong đó: . - sức chống cắt, (kG/cm2); . p - áp lực pháp trên mẫu đất, (kG/cm2); . j - góc ma sát trong, độ; . C - lực dính kết đơn vị, (kG/cm2). Trị tiêu chuẩn Ctc và jtc được tính theo công thức: Trị tính toán Theo TCXD 45 – 78 và TCXD 74 – 1987, trị tính toán các đặc trưng Att của đất được xác định theo biểu thức: trong đó: . Atc - trị tiêu chuẩn của đặc trưng; . Kđ - hệ số an toàn về đất. Với các đặc trưng ngoài C, j, g, lấy Kđ = 1: Att = Atc. Với các đặc trưng C, j, g thì Kđ tính theo biểu thức: Trong đó, r là chỉ số độ chính xác khi đánh giá trị trung bình các đặc trưng của đất. Dấu ở trước đại lượng r được chọn sao cho đảm bảo được độ tin cậy lớn nhất khi tính toán nền móng. Ứng với C và tgj: ; Ứng với g: . trong đó: ta – hệ số tra Bảng 2 Phụ Lục 1 TCXD 74 : 1987 tuỳ thuộc xác suất tin cậy a (a =0.95: tính nền theo sức chịu tải; a =0.85: tính nền theo biến dạng) và (n-2) khi xác định trị tính toán C và tgj; (n-1) khi xác định trị tính toán các đặc trưng khác; v – hệ số biến đổi đặc trưng: ; s – sai số toàn phương trung bình của đặc trưng: Đối với C và tgj: ; ; . Đối với g: ; Từ các biểu thức trên, trị tính toán các đặc trưng của đất viết lại như sau: Đối với C và j: ; Đối với g: . 6.3.2 TÍNH TOÁN Các số liệu thống kê cho lớp 2 và 3 không đủ mẫu thí nghiệm n=6 [5] cho nên các chi tiêu lấy theo trị trung bình. Các giá trị tính thể hiện trong bảng 1 1. Lớp cát lẫn sét và sạn sỏi (Lớp 4-SC) Theo số liệu địa chất từ các kết quả thí nghiệm đất, ta tập hợp các mẫu đất của Lớp Cát (gồm 6 mẫu) tại 3 hố khoan và tiến hành xử lí thống kê. a) Trị tiêu chuẩn và trị tính toán các đặc trưng của đất ngoại trừ g, C và j (Các giá trị được tính toán theo bảng 2) Kiểm tra, loại các sai số thô ; với n = 19, tra bảng V = 2.07. Tính . Như vậy sẽ không có loại trừ những sai số thô. Bảng 1 Bảng 2: Bảng giá trị tiêu chuẩn lớp thứ 4 Bảng 3 : 2. Lớp cát (Lớp thứ 5 SM/SW) Theo số liệu địa chất từ các kết quả thí nghiệm đất, ta tập hợp các mẫu đất của Lớp Cát (gồm 30 mẫu) tại 3 hố khoan và tiến hành xử lí thống kê. a) Trị tiêu chuẩn và trị tính toán các đặc trưng của đất ngoại trừ g, C và j (Các giá trị được tính toán theo bảng 4 ) Bảng 4: Bảng giá trị tiêu chuẩn lớp thứ 5 Bảng 5 Kiểm tra, loại các sai số thô ; với n = 30, tra bảng V = 2.96. Tính . Như vậy sẽ không có loại trừ những sai số thô. 3. Lớp sét (CH) Theo số liệu địa chất từ các kết quả thí nghiệm đất, ta tập hợp các mẫu đất của Lớp Sét (gồm 17 mẫu) tại 3 hố khoan và tiến hành xử lí thống kê. Trị tiêu chuẩn và trị tính toán các đặc trưng của đất ngoại trừ g, C và j (Các giá trị được tính toán theo bảng 6) Bảng 6 Kiểm tra, loại các sai số thô ; với n = 17, tra bảng V = 2.7. Tính . Như vậy sẽ không có loại trừ những sai số thô. 4. Lớp cát pha (SC) Theo số liệu địa chất từ các kết quả thí nghiệm đất, ta tập hợp các mẫu đất của Lớp Sét (gồm 14 mẫu) tại 3 hố khoan và tiến hành xử lí thống kê. a) Trị tiêu chuẩn và trị tính toán các đặc trưng của đất ngoại trừ g, C và j (Các giá trị được tính toán theo bảng sau) Kiểm tra, loại các sai số thô ; với n = 14, tra bảng V = 2.6. Tính . Như vậy sẽ không có loại trừ những sai số thô. BẢNG TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA CÁC LỚP ĐẤT Lực dính C ( kG/cm2 ) CttII - 0.22 0.8 0.11 0.051 0.653 0.74 CttI - 0.22 0.8 0.069 0.033 0.615 0.71 Góc ma sát ( j0 ) jttII - 13.2 10.85 19.54 29.48 15.97 16.7 jttI - 13.2 10.41 18.45 29.12 15.03 16.06 Dung trọng ( g/cm3 ) gttII - 2.18 2.11 2.069 2.053 2.038 2.029 gttI - 2.18 2.11 2.066 2.051 2.036 2.027 Giới Hạn dẻo ( Wd ) ( % ) - 26.33 26.25 17.83 0 25.65 22.33 Giới Hạn chảy ( Wnh ) ( % ) - 46.33 49.5 32.67 0 50.88 31.19 Độ ẩm W ( % ) - 13.4 20.05 18.35 16.96 20.02 20.66 Tỷ trọng ( r) ( g/cm2) - 2.76 2.77 2.68 2.68 2.74 2.71 Độ Sệt (B) - 0.7 0.3 0.04 0.11 0.4 0.7 Hệ số Rỗng (e0) - 0.38 0.58 0.55 0.52 0.61 0.61 Lớp đất 1 2 3 4 5 6 7 Hình 6.3 Trục địa chất Đáy hố khoan