I. Thống kê địa chất trong thiết kế nền móng
Phần này tập trung vào thống kê địa chất, một khâu quan trọng trong thiết kế nền móng. Bài toán thống kê địa chất bao gồm việc thu thập, xử lý và phân tích số liệu về các đặc tính của đất, như tỉ trọng hạt (Gs), trọng lượng riêng (γ), độ ẩm tự nhiên (ω), giới hạn Atterberg (WL, WP), lực dính (c) và góc ma sát trong (φ). Việc xác định các thông số này chính xác là nền tảng cho việc lựa chọn phương pháp thiết kế và đảm bảo sự an toàn, ổn định của công trình. Số liệu được thu thập từ các hố khoan, được xử lý theo các bước thống kê cụ thể, bao gồm tính toán giá trị trung bình, độ lệch chuẩn, hệ số biến động, và loại bỏ các sai số. Phương pháp thống kê bình phương cực tiểu được sử dụng để xác định giá trị tiêu chuẩn của lực dính (c) và góc ma sát trong (φ). Đặc biệt lưu ý đến số lượng mẫu (n) cần thiết cho mỗi phép tính và các bảng tra cứu hệ số biến động và hệ số t trong phân tích. Nghiên cứu địa chất kỹ lưỡng và chính xác là then chốt trong việc đảm bảo an toàn công trình.
1.1 Xử lý số liệu địa chất
Các bước xử lý số liệu thống kê địa chất được mô tả chi tiết, bao gồm việc tính toán giá trị trung bình (Atb), độ lệch chuẩn (σ), hệ số biến động (v). Quy trình này giúp loại bỏ các sai số trong quá trình đo đạc, đảm bảo độ tin cậy của kết quả. Công thức tính toán được trình bày rõ ràng, bao gồm việc xác định hệ số phụ thuộc vào số lượng mẫu (v'). Việc loại bỏ sai số được thực hiện dựa trên điều kiện |Ai − Atb| ≥ v' . σCM. Đặc biệt, việc thống kê các chỉ tiêu lực dính (c) và góc ma sát trong (φ) được thực hiện bằng phương pháp thống kê bình phương cực tiểu, với công thức tính toán được trình bày chi tiết. Việc kiểm tra thống kê với từng cấp áp lực là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác của kết quả. Hàm LINEST trong EXCEL có thể được sử dụng để hỗ trợ việc thống kê này. Thống kê mẫu đất cần đảm bảo số lượng mẫu đủ lớn (n ≥ 6) để phản ánh chính xác đặc điểm địa chất. Phân tích sức chịu tải đất dựa trên kết quả thống kê là yếu tố quyết định trong thiết kế nền móng.
1.2 Áp dụng trong tiểu luận đồ án tốt nghiệp
Trong tiểu luận đồ án tốt nghiệp, việc áp dụng thống kê địa chất là không thể thiếu. Sinh viên cần thể hiện khả năng thu thập, xử lý và phân tích số liệu địa chất để đưa ra các quyết định thiết kế nền móng phù hợp. Việc trình bày rõ ràng các bước thống kê, cùng với các công thức và bảng tra cứu, là điều cần thiết để đảm bảo tính thuyết phục của đồ án. Bài tập lớn thiết kế nền móng thường yêu cầu sinh viên thực hiện các phép tính phức tạp, đòi hỏi sự chính xác cao trong việc xử lý số liệu. Viết tiểu luận chuyên ngành xây dựng đòi hỏi sự hiểu biết sâu rộng về lý thuyết và thực tiễn thống kê địa chất. Viết đồ án tốt nghiệp xây dựng yêu cầu kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực tế, thể hiện khả năng áp dụng kiến thức đã học vào giải quyết vấn đề thực tiễn. Nghiên cứu khoa học về địa chất đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng của đồ án.
II. Thiết kế nền móng công trình cụ thể
Phần này trình bày một ví dụ cụ thể về việc áp dụng thống kê địa chất trong thiết kế nền móng cho một công trình cụ thể. Dữ liệu địa chất được thu thập từ các hố khoan được sử dụng để xác định các thông số cơ lý của đất. Các thông số này được sử dụng để tính toán các yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế nền móng công trình, bao gồm tải trọng, mô men, và lực cắt. Lựa chọn phương pháp thiết kế nền móng phụ thuộc vào đặc điểm địa chất của khu vực và yêu cầu của công trình. Giải pháp thiết kế nền móng phải đảm bảo sự an toàn, ổn định và kinh tế của công trình. Bản vẽ thiết kế nền móng thể hiện chi tiết các kích thước, vật liệu và các yêu cầu kỹ thuật khác. Tính toán ổn định nền móng cần được thực hiện để đảm bảo công trình không bị sụt lún hoặc lật đổ. Hệ số an toàn nền móng phải đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn thiết kế.
2.1 Phân tích kết quả thí nghiệm
Kết quả thống kê địa chất từ các hố khoan được phân tích chi tiết. Độ ẩm (W), trọng lượng riêng (γ), khối lượng riêng (Gs), dung trọng đẩy nổi (γ'), giới hạn chảy (WL), và giới hạn dẻo (WP) được tính toán cho từng lớp đất. Đối với các lớp đất có số mẫu nhỏ hơn 6, giá trị trung bình được sử dụng làm giá trị tiêu chuẩn. Đối với các lớp đất có số mẫu lớn hơn 6, phương pháp loại bỏ sai số được áp dụng. Phân tích sức chịu tải của đất dựa trên kết quả thống kê địa chất, và sử dụng TCVN 9362-2012 để đảm bảo tính an toàn. Mặt cắt địa chất được xây dựng dựa trên kết quả phân tích này, và được sử dụng làm cơ sở để lựa chọn chiều sâu đặt móng. Ảnh hưởng của mực nước ngầm được xem xét trong quá trình thiết kế.
2.2 Thiết kế móng băng
Ví dụ này tập trung vào thiết kế móng băng. Kích thước móng băng, bao gồm chiều dài, chiều rộng và chiều sâu, được xác định dựa trên kết quả thống kê địa chất và tải trọng công trình. Vật liệu cho móng (bê tông, cốt thép) được lựa chọn sao cho phù hợp với yêu cầu về sức chịu tải và độ bền. Kiểm tra ổn định đất nền được thực hiện để đảm bảo móng không bị lún hoặc lật đổ. Kiểm tra lún được thực hiện bằng cách sử dụng lý thuyết nén Oedometer. Các bước tính lún được mô tả chi tiết, bao gồm xác định ứng suất hữu hiệu, chiều dày vùng nền cần tính lún, và độ lún ổn định. Các tiêu chuẩn thiết kế (TCVN 9362-2012) được tuân thủ trong suốt quá trình thiết kế. Mô hình hóa địa chất được sử dụng để hỗ trợ quá trình thiết kế và kiểm tra kết quả.
