Khóa luận tốt nghiệp

- ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐỊA CHẤT VŨ ĐÌNH NGUYỀN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH PHỤC VỤ THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI CHO MÓNG SILO CHỨA XI MĂNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT HÀ NỘI 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐỊA CHẤT VŨ ĐÌNH NGUYỀN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH PHỤC VỤ THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI CHO MÓNG SILO CHỨA XI MĂNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.
- Em cũng chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa, các anh chị làm việc phòng Địa Kỹ Thuật Viên Khoa Học Công Nghệ Xây Dựng đã nhiệt tình giúp đơc em trong suốt thời gian thực tập và thu thấp tài liệu Cuối cùng em mong được bày tỏ long biết ơn tới gia đình bạn bè đã ủng hộ và giúp đỡ em.
- Điều kiện tự nhiên.
- Đặc điểm dân cư, kinh tế xã hội .
- Kinh tế xã hội.
- Đặc điểm tài nguyên .
- Tài nguyên biển .
- Tài nguyên du lịch CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỊA KỸ THUẬT CHO CÔNG TRÌNH SILO CHỨA XI MĂNG TẠI THỦY NGUYÊN HẢI PHÒNG .
- Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn .
- Thí nghiệm xuyên tĩnh .
- Thí nghiệm trong phòng .
- Chỉnh lý và viết báo cáo CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐCCT TẠI KHU VỰC XÂY DỰNG SILO .
- Nhận xét chung về khu đất dự kiến xây dựng Silo .
- Cấu trúc địa chất nền và các chỉ tiêu cơ lý các lớp đất đá trong khu vực khảo sát.
- 26 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI CHO MÓNG SILO CHỨA XI MĂNG.
- Tính toán thiết kế cọc khoan nhồi cho móng silo .
- 27 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Trữ lượng các loại khoáng sản đang khai thác Bảng 2: Tương quan giữa giá trị SPT và trạng thái của đất cát MỞ ĐẦU Xi măng là một nguyên liệu quan trọng không thể thiếu trong lĩnh vực xây dựng.
- Thủy Nguyên là huyện có nhiều núi đá vôi nhất của thành phố Hải Phòng với trữ lượng 380 triệu m3 đá vôi và với 360 triệu m3 đất sét, phân bố ở 112 điểm núi tại tám xã, thị trấn trên địa bàn.
- Nhiều năm qua, đá vôi đã trở thành một trong những thế mạnh của địa phương, phục vụ phát triển sản xuất công nghiệp và sản xuất vật liệu xây dựng (VLXD) như: vôi bột , đá nguyên liệu, đất đèn.
- Với nguồn nguyên liệu dồi dào vì vậy mà Thủy Nguyên là một địa điểm phù hợp để xây dựng nhà máy sản xuất xi măng.
- Việc xây dựng các silo chứa xi măng là một phần trong công tác xây dựng và vận hành hoạt động của nhà máy.
- Chính vì thế, nghiên cứu đánh giá điều kiện địa chất công trình phục vụ thiết kế cọc khoan nhồi cho móng silo chứa xi măng phù hợp với sức chứa lớn là rất quan trọng trong thiết kế nền móng cho hạng mục này.
- Xác định: Điều kiện địa chất công trình khu vực xây dựng silo chứa xi măng - Dựa vào số liệu tải trọng chất tải của silo, công trình truyền xuống, diện tích xây dựng cho phép và đặc biệt là các số liệu khảo sát địa chất.
- Tính toán thiết kế cọc khoan nhồi cho móng silo chứa xi măng - Số lượng cọc khoan nhồi.
- Chiều sâu cọc khoan nhồi.
- Cách bố trí các cọc Nội dung khóa luận Với mục tiêu, nhiệm vụ đặt ra, khóa luận được hoàn thành gồm 4 chương Chương 1: Điều Kiện Địa Lý Tự Nhiên, Kinh Tế - Xã Hội huyện Thủy Nguyên Hải Phòng Chương 2: Tài Liệu Và Phương Pháp Nghiên Cứu Địa Kỹ Thuật Cho Công Trình Silo Chứa Xi Măng Tại Thủy Nguyên Hải Phòng Chương 3: Đánh Giá Điều Kiện Đcct Tại Thủy Nguyên Hải Phòng Chương 4: Tính Toán Thiết Kế Cọc Khoan Nhồi Cho Móng Silo Chứa Xi Măng CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1.Điều kiện tự nhiên 1.1.1.
- Vị trí địa lý Thuỷ Nguyên ở phía Bắc Thành phố Hải Phòng, có giới hạn địa lý từ 20052' đến 21001' vĩ độ Bắc và 106031' đến 106046' kinh độ đông.
- Thuỷ Nguyên là một huyện ven biển của Thành phố Hải Phòng thuộc vùng châu thổ sông Hồng được bao bọc 4 mặt bởi sông và biển.
- Huyện Thuỷ Nguyên có 35 xã và 2 thị trấn với tổng diện tích tự nhiên là 24.279,9 ha, chiếm 15,6% diện tích thành phố.
- Huyện Thuỷ Nguyên nằm ở vị trí tiếp giáp giữa 2 vùng địa lý tự nhiên lớn: vùng ĐBSH và vùng đồi núi Đông Bắc.
- Vị trí địa lý của Thuỷ Nguyên rất thuận lợi, nối thành phố Hải Phòng với vùng công nghiệp phía đông - bắc của vùng KTTĐ Bắc bộ.
- Thuỷ Nguyên nằm trên trục giao thông quốc lộ 10 nối các tỉnh duyên hải Bắc Bộ (Ninh Bình, Nam Định, Thái Bình, Quảng Ninh.
- với thành phố Hải Phòng.
- Hiện nay Thuỷ Nguyên đã được xác định sẽ là vùng kinh tế động lực, một trung tâm du lịch sinh thái quan trọng của Thành Phố Hải, ngoài ra trên địa bàn Thuỷ Nguyên sẽ hình thành khu đô thị mới của Thành phố trong tương lai.
- Đây là một trong những yếu tố quan trọng để tạo điều kiện cho Thuỷ Nguyên phát triển mạnh trong giai đoạn từ nay tới năm 2020.
- Địa hình Thuỷ Nguyên ở vào vị trí chuyển tiếp của 2 vùng địa lý tự nhiên lớn.
- Do vậy về đặc điểm sinh thái, Thuỷ Nguyên có thể được chia thành nhiều tiểu vùng khác nhau như: Tiểu vùng núi đá vôi xen kẽ thung lũng.
- Với đặc điểm về địa hình như vậy, Thuỷ Nguyên có nhiều điều kiện để phát triển một nền kinh tế tổng hợp với nhiều loại sản phẩm hàng hoá có giá trị kinh tế cao.
- Khí hậu Khí hậu Thuỷ Nguyên mang những đặc tính chung của khí hậu miền bắc Việt Nam là khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhưng do gần biển nên Thuỷ Nguyên còn chịu ảnh hưởng của khí hậu chuyển tiếp giữa đồng bằng ven biển với vùng đồi núi Đông Bắc.
- Thuỷ Nguyên nằm sát biển, chịu ảnh hưởng trực tiếp chế độ gió bão từ Thái Bình Dương, hàng năm có khoảng 4 đến 5 cơn bão và áp thấp nhiệt đới đổ bộ trực tiếp, tốc độ gió có khi lên tới cấp 11 - 12.
- Thủy văn Thuỷ Nguyên có 4 con sông lớn chảy qua đó là: Sông Kinh Thày, sông Cấm, sông Đá Bạc, sông Bạch Đằng.
- Ngoài bốn con sông lớn trên, Thuỷ Nguyên còn có sông Giá là con sông chứa nước ngọt rất lớn của huyện Do đặc điểm của hệ thống sông chảy qua huyện là cuối nguồn nên lượng phù sa ít, khả năng bồi tụ vùng ven biển, cửa sông chậm.
- Hiện nay vùng đất ven biển huyện Thuỷ Nguyên đang có cốt đất thấp, thường xuyên bị ngập nước và có hiện tượng xâm thực vào đất liền gây nhiễm mặn khá rõ.
- 1.2.Đặc điểm dân cư, kinh tế xã hội 1.2.1.
- Dân số của Thuỷ Nguyên phân bố không đều, thị trấn Núi Đèo là nơi có mật độ dân số cao nhất của huyện 3765người/km2, Gia Minh là xã có mật độ dân số thấp nhất 371 người/km2 1.2.1.
- Kinh tế xã hội Công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp - xây dựng và dịch vụ.
- Hiện nay, trên địa bàn huyện có hơn 20 xí nghiệp, nhà máy, hàng trăm cơ sở sản xuất - kinh doanh, công ty trách nhiệm hữu hạn hoạt động đã tạo lập môi trường sản xuất - kinh doanh sôi động, cạnh tranh lành mạnh, góp phần giải quyết việc làm cho hàng nghìn lao động, tăng nhanh giá trị sản xuất công nghiệp - xây dựng trên địa bàn huyện.
- Cùng với những thành tựu đạt được, Thủy Nguyên còn đón nhận nhiều dự án lớn đang được đầu tư trên địa bàn như: tuyến Quốc lộ 10 từ Bến Kiền, Đá Bạc sang Quảng Ninh.
- Nhà máy Xi măng Hải Phòng (thị trấn Minh Đức).
- Đây sẽ là những nền tảng cơ bản cho sự phát triển của Thủy Nguyên trong tương lai.
- Bên cạnh đó, phát huy lợi thế của vùng ven đô giáp hải cảng, Thủy Nguyên có điều kiện phát triển du lịch, thương mại và dịch vụ với nhiều thắng cảnh đẹp như: hồ Sông Giá, hang Lương, hang Vua, khu vực núi Tràng Kênh.
- và nhiều công trình kiến trúc độc đáo, đền thờ, miếu mạo đã được Nhà nước công nhận và xếp hạng cùng với những lễ hội truyền thống độc đáo, đậm đà bản sắc dân tộc.
- Về xây dựng cơ bản, huyện chỉ đạo các ban ngành thực hiện xong quy hoạch chi tiết thị trấn Núi Đèo, thị trấn Minh Đức, khu đô thị Bắc Sông Cấm và lập dự án khai thác tài nguyên hồ Sông Giá.
- Ngoài ra, huyện còn tiến hành xây dựng 2 nhà máy nước loại nhỏ ở xã Tân Dương, Lập Lễ, hệ thống cấp nước ở Lại Xuân, xây dựng 60 bể xử lý chất thải chăn nuôi đảm bảo vệ sinh môi trường.
- Đến nay, huyện Thủy Nguyên đã cơ bản hoàn thành việc bàn giao lưới điện trung áp ở các xã, thị trấn, đưa vào sử dụng 5 công trình bằng nguồn vốn phụ thu và một phần đóng góp của nhân dân trị giá 644 triệu đồng.
- Bên cạnh đó, ngành Bưu điện Thủy Nguyên cũng đạt được nhiều bước tiến vượt bậc.
- 1.3.Đặc điểm tài nguyên 1.3.1.
- Tài nguyên khoáng sản Được thiên nhiên ưu đãi, huyện Thuỷ Nguyên có trữ lượng khá lớn các loại khoáng sản phi kim loại.
- Bảng 1: Trữ lượng các loại khoáng sản đang khai thác Trữ lượng Loại khoáng sản Diện tích (ha) (1000m 3) Đá vôi Nguyên trạng Đang khai thác Tổng cộng Silic Nguyên trạng Đang khai thác Tổng cộng Sét đen Nguyên trạng 0 0 Đang khai thác 11,0 450 Tổng cộng: 11,0 450 Sét xi măng Nguyên trạng Đang khai thác Tổng cộng Có thể nhận thấy, tiềm năng khoáng sản của huyện Thuỷ Nguyên khá phong phú.
- Khoáng sản kim loại duy nhất là quặng sắt, mặc dù chưa có đánh giá chính xác về trữ lượng nhưng đánh giá sơ bộ thì nguồn tài nguyên này chưa đủ để khai thác trên quy mô công nghiệp.
- Tài nguyên biển Là huyện ven biển, Thuỷ Nguyên có hàng ngàn ha diện tích bãi triều để phục vụ phát triển nghề nuôi trồng thuỷ sản, mặt khác đây cũng chính là vùng có điều kiện thuận lợi để phát triển ngành kinh tế biển trong đó ngành đóng sửa tàu thuyền trong tương lai sẽ là thế mạnh của huyện 1.3.3.
- Yếu tố tự nhiên Về cảnh quan hang động: Quá trình hoạt động của vỏ Trái đất để lại trên địa bàn huyện Thuỷ Nguyên nhiều hang động kỳ thú mà hiện nay vẫn còn giữ nguyên vẻ hoang sơ ban đầu.
- sẽ là những điểm có thể khai thác phục vụ du lịch, thu hút các du khách.
- Cảnh quan sinh thái: huyện Thuỷ Nguyên có khá nhiều cảnh quan đẹp, trong đó phải kể đến hồ sông Giá, sông Hòn Ngọc.
- Dân cư: Dân cư của Thuỷ Nguyên là một cộng đồng gồm dân địa phương và dân từ nơi khác di cư đến sinh sống ở đây được diễn ra từ rất sớm: Di tích thờ tướng lĩnh các vua Hùng cho biết từ thời lập nước đã có người từ miền núi xuống đây lập nghiệp.
- Văn hoá, tín ngưỡng: Nằm ở vị trí giao cắt của nhiều trục giao thông nên quá trình giao lưu văn hoá của huyện Thuỷ Nguyên có nhiều nét độc đáo và diễn ra khá mạnh.
- đây là các sinh hoạt văn hoá, tín ngưỡng với những sắc thái rất đặc trưng của con người Thuỷ Nguyên.
- Bên cạnh đó Thuỷ Nguyên còn là nơi có nhiều lễ hội diễn ra như: hội thi bơi ở Minh Tân, văn hoá làng nghề với các ngày giỗ tổ nghề gốm, nghề đục đá.
- 1.2 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỊA KỸ THUẬT CHO CÔNG TRÌNH SILO CHỨA XI MĂNG TẠI THỦY NGUYÊN HẢI PHÒNG Trong nhiều năm qua, việc nghiên cứu đánh giá điều kiện ĐCCT là một trong những yếu tố quan trọng cần tìm hiểu rõ khi quy hoạch và xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp.
- Khảo sát địa chất công trình là công tác nghiên cứu, đánh giá điều kiện địa chất công trình tại địa điểm xây dựng nhằm xác định cấu trúc nền đất, tính chất cơ lý của các lớp đất nền, điều kiện nước dưới đất và các tai biến địa chất phục vụ cho công tác quy hoạch, thiết kế và xử lý nền móng….
- Các dạng công tác chính trong khảo sát địa chất công trình bao gồm: khoan, đào, xuyên tĩnh, xuyên động, địa vật lý, nén tĩnh, nén ngang, cắt cánh.
- Công tác khảo sát địa chất công trình thường được tiến hành trước khi thiết kế nền móng công trình.
- Khảo sát địa chất công trình có ý nghĩa đặc biệt quan trọng khi thiết kế xây dựng công trình ở những nơi có điều kiện địa chất phức tạp, thiết kế xây dựng nhà cao tầng, công trình ngầm.
- Sau khi đánh giá điều kiện ĐCCT, dựa vào phương pháp lý thuyết móng tìm được móng phù hợp cho công trình.
- Để đánh giá điều kiện ĐCCT tại khu vực nghiên cứu ta sử dụng các phương pháp địa kỹ thuật sau: 3.2.
- Sử dụng hố khoan để tiến hành thí nghiệm ngoài trời.
- Nghiên cứu đặc điểm ĐCTV.
- Ngoài ra trong hố khoan ta còn tiến hành thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 3.3.
- Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn là một trong những phương pháp khảo sát Địa chất công trình phục vụ xây dựng.
- Thí nghiệm được tiến hành bằng cách đóng một mũi xuyên tiêu 63.5 ∓1kg chuẩn bằng búa tiêu chuẩn có khối lương , chiều cao rơi búa 76 ∓ 2.5 cm vào trong đất từ đáy lỗ khoan đã vét sạch.
- Tiến hành thí nghiệm với 3 hiệp, mỗi hiệp tương ứng với mũi xuyên cắm sâu vào đất 15cm, đếm số búa mỗi hiệp và giá trị xuyên tiêu chuẩn là tổng số búa của 2 hiệp sau.
- Két qảu thí nghiệm SPT được ghi vào sổ nhật ký khoan, cứ 2m tiến hành 1 lần.
- Đất trong ống mẫu được mô tả và thí nghiệm như mẫu không nguyên trạng.
- Mục đích Kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn được dùng cho các mục đích chính sau đây: Phân chia địa tầng, phát hiện các lớp kẹp, các thấu kính đất hạt rời, phân biệt các đất hạt rời với chế độ chặt khác nhau theo diện và theo độ sâu.
- Đánh giá giá trị của một số chỉ tiêu cơ lí như.
- Độ chặt, góc ma sát trong của đất hạt rời - Độ sệt, độ bền nén có nở hông của đất dính.
- Môđun biến dạng của đất rời.
- Sức kháng xuyên tĩnh của đất.
- Đánh giá một số chỉ tiêu động lực của đất như.
- Khả năng biến loãng của đất rời.
- Giải đoán kết quả: Đánh giá một cách định tính thì đất càng tốt khi N càng lớn và ngược lại N càng nhỏ thì đất càng xấu Bảng 2: Tương quan giữa giá trị SPT và trạng thái của đất cát Số đo N Trạng Độ φ.
- Thí nghiệm xuyên tĩnh Xuyên tĩnh là một loại thí nghiệm hiện trường được phát triển rộng rãi nó giải quyết được nhiều vấn đề kỹ thuật cũng như kinh tế trong khảo sát phục vụ thiết kế thi công nền móng các loại công trình Nguyên lý thí nghiệm xuyên tĩnh : xuyên vào đất một chùy xuyên hình côn, than hình trụ.
- Sức kháng gây ra khi ấn mũi xuyên tùy thuộc vào thành phần, trạng thái, tính chất của đất gồm.
- Phản lực của đất lên mũi xuyên được gọi là sức chống xuyên tĩnh Q.
- Sức kháng xuyên đơn vị của đât được xác định bằng công thức: Q/ A qc= (kg/cm2) Sức kháng đơn vị ở thành xuyên hông sẽ là F /S fs= (kg/cm2) Trong đó: Q - lực kháng xuyên tĩnh, kg F - lực ma sát ở thành xuyên, kg A - tiết diện ngang mũi xuyên, cm 2 S - diện tích bề mặt thành xuyên, cm 2 Mục đích thí nghiệm - Xác định ranh giới các lớp đất và bề mặt lớp đất và bề mặt lớp đất đá cứng, xác định độ đồng nhất của các lớp đất và khoanh định dị thường khác của đất.
- Xác định độ chặt của đất loại cát.
- Đối chứng với khoan thăm dò và thí nghiệm trong phòng để phân chia loại đất và xác định một số đặc trưng cơ - lý của các lớp đất, phục vụ thiết kế nền móng trong điều kiện cho phép.
- Xác định sức chịu tải của móng cọc.
- 600 T/cọc P=( R u∗A+ R an∗Fa ) =600(T ) Trong đó Ru : cường độ tính toán của bê tông cọc khoan nhồi, Đối với cọc đổ bê tông dưới nước hoặc dung dịch sét, Ru=R /4.5 nhưng không lớn hơn 60 kg/cm2 Đối với cọc đô bê tông trong lỗ khoan khô, Ru=R /4.0 nhưng không lớn hơn 70 kg/cm2 R mác thiết kế của bê tông, kg/cm2 Fb diện tích bê tông.
- Fa diện tích tiết diện cốt thép dọc trục Ran cường độ tính toán của cốt thép, được xác định như sau ∅28 mm , Ran=R c /1.5 Đối với thép nhỏ hơn nhưng không lớn hơn 2200 kg/cm2 ∅28 mm , Ran=R c / 1.5 Đối với thép lớn hơn nhưng không lớn hơn 2000kg/cm2 Rc giới hạn chảy của cốt thép, kg/cm2 Bảng giới hạn chảy cảu thép Nhóm cốt thép Đường kính Giới hạn Ru thép CI trơn CII gờ CIII gờ CIV gờ Lựa chọn vật liệu Mác bê tông 300kg/cm2 , thép gờ CII Ru Kg/cm2 lấy Ru=60 kg/cm2 Ran kg/cm2 Ta có hệ ptrinh 60∗A +2000∗F a =60 A=0.778 A + F a=π∗0.52 Fa Diện tích cốt thép là 6.65*103 (m2) Chọn ∅30 : 10 thanh ∅28 : 11 thanh Tính toán số lượng cọc và cách bố trí cọc Theo công thức kinh nghiệm, khả năng chịu tải của cọc trong điều kiện bất lợi nhất ( gió, xe cộ