BÀI GIẢNG MÔN KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT
LỚP TƯ VẤN GIÁM SÁT XÂY DỰNG
Người viết: TS. Đậu Văn Ngọ, Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh.
ĐT:0913908509
I. CÔNG TÁC KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT VÀ CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH
I.1 MỤC ĐÍCH ĐỐI TƯỢNG CỦA CÔNG TÁC KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT
Mục đích của công tác khảo sát là xác định được những đặc điểm thích hợp của
hiện trường cho một dự án và qua đó cung cấp những thông tin cần thiết cho công tác
thiết kế, lập kế hoạch thi công và đánh giá về kinh tế.
Khi có nhiều hiện trường để lựa chọn thì công tác khảo sát cần so sánh ưu và
nhược điểm của các hiện trường khác nhau để cân nhắc lựa chọn về kinh tế, kỹ thuật.
Công tác khảo sát hiện trường còn cung cấp dự báo các thay đổi có thể xảy ra do hậu
quả của chính các công trình xây dựng của dự án và hậu quả của sự biến đổi này,
ngoại trừ yếu tố tự nhiên.
Những mục tiêu cụ thể của công tác khảo sát địa kỹ thuật bao gồm:
- Làm sáng tỏ được thứ tự, hình dạng, thế nằm, diện phân bố (theo diện và
chiều sâu) của các lớp đất, đá trong hiện trường khảo sát.
- Xác định chính xác các hệ thống nứt nẻ, đứt gãy khi hiện trường khảo sát
nằm trong đất đá.
- Xác định được tính chất cơ lý, tổng quát và đặc thù cho từng mục đích, từng
giải pháp nền móng khác nhau phục vụ thiết kế và của các lớp đất đá gặp
được trong phạm vi khảo sát.
- Xác định mực nước dưới đất, các tầng chứa, cách nước, nguồn bổ cấp và sự
biến đổi mực nước theo mùa. Đánh giá tính chất ăn mòn và xâm thực của
nước dưới đất với vật liệu xây dựng.
- Với hiện trường lớn và điều kiện đất nền bất đồng nhất, cần khoanh khu
(zoning) có cùng điều kiện đất nền và đánh giá các điều kiện địa kỹ thuật
cho từng khu.
Trong công tác khảo sát địa kỹ thuật cần quan tâm đến tác động qua lại của các
yếu tố môi trường xunh quanh đến công trình dự kiến, qua các trường hợp cụ thể sau:
- Chiều sâu móng dự kiến của các kết cấu trên hoặc gần sông và biển.
chính:
1. Giai đoạn điều tra ban đầu (có thể kết hợp với thăm dò sơ bộ) là tương ứng
giai đoạn nghiên cứu thết kế sau:
a) Nghiên cứu khả thi tiền dự án.
b) Nghiên cứu khả thi dự án.
c) Nghiên cứu qui hoạch tổng thể.
2. Giai đoạn thăm dò, trong đó được chia thành hai giai đoạn nhỏ:
a) Giai đoạn khảo sát sơ bộ: tương ứng giai đoạn thiết kế sơ bộ, thết kế
cơ sở.
b) Giai đoạn khảo sát chi tiết: tương ứng giai đoạn thiết kế kỹ thuật,
thiết kế chi tiết.
3. Giai đoạn khảo sát bổ sung - khảo sát phục vụ thi công (giai đoạn này có
hoặc không tiến hành, tuỳ theo quy mô, mức độ của dự án xây dựng).
a) Khảo sát bổ sung (hoặc khảo sát đặc biệt): tuỳ theo điều kiện cụ thể
cần tiến hành khảo sát để đánh giá cho điều kiện đất nền đặc biệt, để
phân tích thiết kế cho hạng mục cần xác định thông số riêng biệt,
khảo sát phục vụ gia cố, xử lý đặc biệt.
b) Khảo sát phục vụ thi công: nhiệm vụ khảo sát này khi dự án đã
chuyển đến nhà thầu, nhằm kiểm tra và khẳng định lại các giải pháp
thiết kế trước thi công hoặc là kiến nghị thiết kế theo phương án dự
phòng. Các công tác thí nghiệm kiểm tra trong phòng cũng nằm trong
giai đoạn khảo sát này.
Dù là giai đoạn nào trong công tác khảo sát cũng luôn đặt ra các mục tiêu cho
các vấn đề cần giải quyết và cụ thể phải đối mặt các câu hỏi sau:
- Có tồn tại vấn đề gì với nền móng trong điều kiện đất nền ?
- Liệu có vấn đề liên quan đến môi trường xung quanh của công trình hoặc
những ảnh hưởng do các công trình hiện có xung quanh ?
- Loại kết cấu nào: số lượng trụ, tải trọng tác dụng lên các trụ, kết cấu siêu
tĩnh, kết cấu đồng tĩnh,… được sử dụng cho công trình ?
2
- Tìm hiểu những đặc trưng môi trường xung quanh.
b) Thu thập và nghiên cứu bản đồ địa chất khu vực
- Nghiên cứu tổng quát về địa tầng, tuổi các thành tạo địa chất và các mối
quan hệ của chúng, nghiên cứu kiến tạo đứt gãy và các hang hốc các tơ (nếu
có).
- Nghiên cứu bản đồ địa chất làm cơ sở cho công tác thị sát hiện trường (nếu
cần).
c) Thu thập và nghiên cứu bản đồ địa hình
- Nghiên cứu tổng thể địa hình khu vực và hiện trường, tìm mối liên hệ của
công trình dự kiến với các công trình lân cận trong khu vực. Làm cơ sở để
vạch tuyến cho công tác thị sát hay đo vẽ địa chất sau này.
d) Lập báo cáo kết quả giai đoạn điều tra ban đầu
- Nghiên cứu tổng hợp các số liệu thu thập và nghiên cứu trong phòng kết hợp
với các kết quả thị sát hiện trường.
- Lập báo cáo kết quả điều tra ban đầu, trong đó có đề cập đến các kiến nghị
cho giai đoạn tiếp theo.
3
I.2.1.2 Thị sát hiện trường
Công tác thị sát hiện trường có thể được chia thành hai loại, tuỳ thuộc mức độ
quan trọng của dự án và mức độ phức tạp đất nền: Thị sát hiện trường và đo vẽ địa
chất công trình.
a) thị sát hiện trường
Với các công trình có quy mô vừa và nhỏ, nằm trên đất nền tương đối đồng nhất và
đơn giản, ta có thể tiến hành công tác thị sát hiện trường thông thường. Nhiệm vụ của
công tác này là tiến hành đi quan sát hiện trường và các khu vực xunh quanh, ghi chép
lại các đặc điểm chính sau:
- Các đặc trưng về địa hình, thuỷ văn nước mặt, nguồn cấp và thoát nước, các
loại đất cơ bản lộ diện lên mặt đất (qua vết lộ, công trình khai đào, giếng
nước, cắt sườn núi, bào mòn bờ sông suối,…). Ngoài ra cần tìm hiểu về:
mức độ phủ xanh thực vật, đất đai đã sử dụng và có thể khai thác, về điều
trường xunh quanh phục vụ cho bước thiết kế sơ bộ hoặc thiết kế cơ sở (basic design).
4
Thực ra là giai đoạn thăm dò sơ bộ chỉ nên áp dụng cho các công trình trên diện rộng
có tầm quan trọng cao trong điều kiện địa chất và nước phức tạp. Với các công trình
nhỏ nằm riêng rẻ thì không nhất thiết phải tiến hành thăm dò sơ bộ.
I.2.2.1 Lựa chọn phương pháp thăm dò – giai đoạn khảo sát sơ bộ
Giai đoạn thăm dò sơ bộ thường sử dụng các phương pháp thăm dò tương đối
nhanh nhẹ, rẻ tiền. Phương pháp và loại hình khảo sát thông dụng cho khảo sàt sơ bộ
bao gồm:
- Phương pháp địa vật lý.
- Thí nghiệm xuyên tĩnh (hoặc xuyên động).
- Chủ yếu sử dụng khoan xoay, phá đáy, kết hợp thí nghiệm SPT lấy mẫu
xem cho mô tả và phân tầng. Mẫu nguyên dạng để thí nghiệm trong phòng
chỉ được lấy trong một số hố khoan đại diện hoặc đặc trưng cho từng khu
vực khác nhau.
- Thí nghiệm nén ngang có thể áp dụng (nếu có điều kiện và yêu cầu). Nén
ngang được bố trí xen kẽ với khoan, xuyên và được xem như một điểm thăm
dò trong tổng thể mạng lưới.
- Tuỳ theo đặc điểm dự án, điều kiện đất nền mà có thể cần bố trí thêm thí
nghiệm cắt cánh hiện trường (đặc biệt trên nền đất yếu).
- Thí nghiệm trong phòng được thực hiện với mẫu đất nguyên dạng lấy trong
các lỗ khoan đào. Ngoài các thông số về phân loại đất, cần nghiên cứu tổng
quát tính bền và tính biến dạng của các loại đất.
- Xác định mực nước dưới đất trong hố khoan và điều kiện địa chất thuỷ văn.
I.2.2.2 Bố trí mạng lưới thăm dò – giai đoạn khảo sát sơ bộ
Trong giai đoạn thăm dò sơ bộ, các điểm thăm dò (khoan, đào, xuyên, nén
ngang,…) được bố trí theo mạng ô vuông hoặc theo các tuyến, với các khoảng cách
các điểm phụ thuộc:
- Dạng công trình.
- Mức độ quan trọng và phức tạp kết cấu, tải trọng và diện tích bố trí công
Riêng khoan: 100-200
Có thể xen kẽ xuyên: 50-100
- Công trình khá quan trọng, qui mô khá lớn.
- Địa chất, địa hình khá phức tạp, có ít đất yếu.
Đơn giản
Riêng khoan: 200-400
Có thể xen kẽ xuyên: 100-200
- Công trình bình thường, qui mô khá lớn.
- Địa chất, địa hình đơn giản, đất tốt, đồng nhất.
Công trình dạng tuyến
Phức tạp
Riêng khoan: 200-500
Có thể xen kẽ xuyên: 50-150
- Công trình quan trọng.
- Địa chất, địa hình phức tạp, nhiều loại, đất yếu
dày, biến đổi mạnh.
Trung bình
Riêng khoan: 500-1000
Có thể xen kẽ xuyên: 150-350
- Công trình khá quan trọng đến quan trọng.
- Địa chất, địa hình phức tạp, tồn tại đất yếu.
Đơn giản
Riêng khoan: 1000-1500
Có thể xen kẽ xuyên: 500-1000
- Công trình ít quan trọng đến quan trọng vừa.
- Địa chất, địa hình đơn giản, đất tốt, đồng nhất.
Công trình dạng điểm
Phức tạp
Mỗi trụ ít nhất một lỗ khoan
Có thể bổ sung một điểm xuyên
đất. Chiều sâu dự kiến trong bảng 2 là kết hợp kinh nghiệm nhiều nước tiên tiến và
thực tiễn áp dụng ở Việt Nam.
6
Bảng 2: Xác định độ sâu thăm dò – giai đoạn khảo sát sơ bộ.
Mức độ
phức tạp
Khoảng cách bố trí (m) Thuyết minh
1 2 3
Công trình dạng diện
Phức tạp
Đất yếu: khoan qua lớp đất yếu.
½ số điểm khoan vào đất tốt ít
nhất 3m (N>30).
Đất tốt: chỉ cần khoan sâu: 10-
15m.
Gặp đá nông: khoan vào đá
tươi:1m.
Mỗi khu: 1 hố khoan sâu khống
chế.
- Công trình quan trọng, qui mô lớn đến rất lớn.
- Địa chất, địa hình phức tạp, nhiều khu, đất yếu
dày biến đổi.
Trung bình
Đất yếu: khoan qua lớp đất yếu.
1/3 số điểm khoan vào đất tốt ít
nhất 3m (N>30).
Đất tốt khoan sâu: 10m.
Gặp đá nông hơn: vào đá
tươi:1m.
Mỗi khu: 1 hố khoan sâu khống
- Công trình khá quan trọng đến quan trọng.
- Địa chất, địa hình khá phức tạp, tồn tại đất yếu.
Đơn giản
Gặp đất yếu: khoan qua đất
yếu (N>10).
Đất tốt chỉ khoan sâu: 3-6m.
Gặp đá nông hơn: khoan chạm
đá.
- Công trình ít quan trọng.
- Địa chất, địa hình đơn giản, đất tốt, đồng nhất.
Công trình dạng điểm
Phức tạp
Đất yếu: khoan qua lớp đất yếu,
vào đất tốt ít nhất 1m (với cầu
SPT ≥50).
Đất tốt chỉ cần khoan sâu: 15-
25m.
Gặp đá nông hơn: khoan vào
đá ít nhất 3m.
- Công trình quan trọng, qui mô lớn, kết cấu
phức tạp.
- Địa chất phức tạp, không đồng nhất, đất yếu
dày.
Trung bình Đất yếu: khoan qua lớp đất yếu,
sâu vào đất tốt ít nhất 5m (với
cầu SPT ≥50), nhưng không
nhỏ hơn 8m
- Công trình có qui mô nhỏ, kết cấu phức tạp
vừa.
- Địa chất phức tạp vừa, có đất yếu.
- Thí nghiệm xuyên tĩnh - sử dụng kết hợp rất tốt cho các loại đất hạt mịn và
rời ít sạn sỏi, nhất là phục vụ thiết kế móng cọc.
- Thí nghiệm cắt cánh – áp dụng tốt cho đất yếu (bùn, than bùn) đặc biệt cho
nghiên cứu đất đắp trên đất yếu được bố trí xen kẽ với khoan, xuyên tĩnh và
nén ngang.
- Xác định mực nước dưới đất trong hố khoan và điều kiện địa chất thuỷ văn.
- Thí nghiệm trong phòng được thực hiện với mẫu đất nguyên dạng lấy trong
các lỗ khoan đào. Các thông số sau cần được xác định:
o Độ ẩm, dung trọng, dụng trọng ẩm và khô, tỷ trọng, độ rỗng, độ bão
hoà, giới hạn Atterberg, lượng hữu cơ, thành phần hạt.
o Đặc trưng tính bền (cắt theo các sơ đồ dài hạn và ngắn hạn thích hợp
cho từng trường hợp phân tích nền móng).
o Đặc trưng biến dạng (cố kết, đàn hồi).
I.2.3.2 Bố trí mạng lưới thăm dò – giai đoạn khảo sát chi tiết
Trong giai đoạn thăm dò chi tiết, mạng lưới thăm dò chi tiết phải được bố trí
trực tiếp vào phạm vi móng các khối nhà, công trình hoặc hạng mục công trình.
Khoảng cách các điểm thăm dò tuỳ thuộc mức độ quan trọng và phức tạp của công
trình, đất nền và có thể tham khảo kiến nghị trong bảng 3 sau.
Bảng 3: Khoảng cách các điểm thăm dò – giai đoạn khảo sát chi tiết.
8
Mức độ
phức tạp
Khoảng cách bố trí (m) Thuyết minh
1 2 3
Công trình dạng diện
Phức tạp
Khoảng cách khoan thông
thường: 20-30m. Có thể bổ
sung xuyên đến khoảng 10m.
Ít nhất 3 điểm thăm dò cho 1
sung xuyên 30-80m.
Bố trí vào vị trí đột biến và biến
đổi địa tầng, ưu tiên các vị trí
các cống hộp cầu chui…
Đường rộng>30m: cứ khoảng
1000-2000m bố trí 1 mặt cắt
ngang 2-3 điểm thăm dò.
- Công trình quan trọng.
- Địa chất, địa hình phức tạp, nhiều loại đất, đất
yếu dày, phân bố không đều.
Trung bình
Khoảng cách khoan thông
thường: 250-500m. Có thể bổ
sung xuyên 100-250m.
Bố trí vào vị trí đột biến và biến
đổi địa tầng, ưu tiên các vị trí
các cống hộp cầu chui…
Đường rộng>30m: cứ khoảng
2000-3000m bố trí 1 mặt cắt
ngang 2-3 điểm thăm dò.
- Công trình loại quan trọng vừa.
- Địa chất, địa hình khá phức tạp, tồn tại đất yếu.
Đơn giản
Khoảng cách khoan thông
thường: 500-1000m. Có thể bổ
sung xuyên 250-500m.
Bố trí vào vị trí đột biến và biến
đổi địa tầng, ưu tiên các vị trí
các cống hộp cầu chui…
Đường rộng>30m: cứ khoảng
thăm dò.
Ít nhất mỗi trụ, mố bố trí: 1 hố
khoan lấy mẫu và thí nghiệm
SPT.
Còn lại xuyên, nén ngang hoặc
khoan.
- Công trình có qui mô nhỏ, kết cấu đơn giản.
- Địa chất đơn giản, đồng nhất, đất tốt.
I.2.3.2 Xác định chiều sâu thăm dò – giai đoạn khảo sát chi tiết
Trên cơ sở kết luận của giai đoạn trước, độ sâu thăm dò cho giai đoạn thiết kế
chi tiết phụ thuộc chủ yếu vùng ảnh hưởng của móng theo chiều sâu đất nền, như kiến
nghị trong bảng 4 là tuỳ thuộc vào diện phân bố tải trọng, loại nền móng sử dụng và
đất, đá nền.
Bảng 4: Độ sâu thăm dò – giai đoạn khảo sát chi tiết.
Loại móng Chiều rộng vùng chịu tải (m) Chiều sâu thăm dò tối thiểu nằm dưới đáy móng (m)
1 2 3
Công trình dạng diện và dạng điểm
Móng đơn
Chiều rộng móng đơn
Kích thước là B
1.5B
hoặc chạm đá.
Móng bè
Chiều rộng toà nhà hoặc
công trình
Kích thước là B
1.5B
hoặc chạm đá.
Móng
băng giao
- 1.5B dưới đáy trụ hoặc qua đất yếu.
Ghi chú:
Các bảng kiến nghị trên là cơ sở tham khảo để bố trí mạng lưới khảo sát, xác định chiều sâu
thăm dò và lựa chọn thiết bị phù hợp. Khi bố trí mạng thăm dò không quá cứng nhắc có thể thay đổi
mềm dẻo mà vẫn bảo đảm hai nguyên tắc cơ bản:
- Bố trí thăm dò bao trùm tối đa để có thể lột tả các điều kiện đất dền khác nhau theo diện.
- Độ sâu thăm dò cần thăm tới hết vùng ảnh hưởng tải trọng cần nghiên cứu để thiết kế
công trình được an toàn.
10
I.2.4 Giai đoạn khảo sát đặc biệt - khảo sát phục vụ thi công
Đây là giai đoạn khảo sát cuối cùng được tiến hành trước hoặc trong quá trình
thi công công trình. Mục tiêu của giai đoạn là kiểm tra và làm chính xác hoá lần cuối
cùng các tồn nghi hoặc thiếu hoặc bổ sung cho phương án dự phòng, đề cập trong kết
luận và kiến nghị kết thúc giai đoạn thiết kế để chuyển sang giai đoạn thi công. Khảo
sát bổ sung thường đề cặp đến các chủ đề:
- Làm chính xác hoá diện phân bố và bề dày đất yếu (nếu có), cốt mặt lớp và
bề dày lớp tựa cọc và dưới mũi cọc (nếu cần), bề mặt đá gốc và kiểm tra
phân bố hang hốc các tơ nằm dưới mũi cọc…
- Chính xác hoá một số chỉ tiêu cơ lý bằng các phương pháp khác nhau để
khẳng định hoặc điều chỉnh phương án thi công. Bổ sung một số loại hình
thí nghiệm để kiểm tra chéo phải chuyển đổi giải pháp nền móng sang giải
pháp dự phòng.
- Bổ sung nghiên cứu mực nước dưới đất theo mùa để quyết định phương án
thi công.
- Các loại thí nghiệm kiểm tra kết quả trong và sau thi công: nén tĩnh cọc, bàn
nén tải trọng tĩnh, siêu âm, khoan lõi kiểm tra cọc, lắp đặt thiết bị và quan
trắc lún…
Nhìn chung, giai đoạn khảo sát phục vụ thi công là dựa trên kết luận của giai
đoạn thiết kế chi tiết mà bổ sung để hoàn thiện (trước hoặc trong) quá trình thi công
nền móng.
giai đoạn của công trình khảo sát mà yêu cầu cho phần phụ lục có khác nhau. Tuy
nhiên, các loại phụ lục sau là thường xuyên cần thiết trong báo cáo:
- Bản đồ bố trí các điểm thăm dò (khoan, đào, xuyên, nén ngang, cắt cánh…)
- Mặt cắt địa kỹ thuật: các mặt cắt dọc, ngang trên đó thể hiện thứ tự lớp, số
hiệu lớp, kí hiệu đất đá, nước dưới đất, biểu đồ thí nghiệm, giá trị cơ lý đại
diện và cao trình kiến nghị đặt móng…
- Các trụ địa tầng.
- Bảng tổng hợp tính chất cơ lý theo lớp đất.
- Các biểu đồ thí nghiệm hiện trường và trong phòng (đất, đá, nước).
- Các biểu bảng khác liên quan đến kết quả khảo sát.
I.2.5.2 Phần phân tích địa kỹ thuật – các giải pháp nền móng
Phần phân tích địa kỹ thuât (Geotechnical Analysis) trên cơ sở kết quả phân
tích về kết cấu và khảo sát nền, tiến hành phân tích giải pháp nền móng, lựa chọn loại
và kích thước móng phù hợp, đề xuất giải pháp gia cố xử lý và thi công nền móng.
Nội dung cơ bản của công tác phân tích địa kỹ thuật bao gồm:
- Nêu lên khái quát đặc trưng kết cấu và phân bố tải trọng của các hạng mục
công trình.
- Lựa chọn mô hình địa tầng và thông số địa kỹ thuật đại diện cho tính toán
phân tích.
- Nêu nguyên lý và phương pháp phân tích cho từng loại nền móng (móng
nông, cọc, mái dốc, đất đắp,…).
- Tiến hành tính toán theo kích thước lựa chọn cho sức chịu tải, độ lún, độ ổn
định, mức an toàn,… cho các loại móng cần áp dụng và tổng hợp kết quả.
- Nêu nguyên lý và kiến nghị phương thức lựa chọn loại và kích thước móng
nông, móng cọc trong điều kiện kết cấu và địa tầng hiện có.
- Lựa chọn kích thước móng hợp lý kiến nghị cho thiết kế.
- Đề xuất cho việc khoả sát giai đoạn tiếp theo (nếu còn).
I.2.6 Tổng hợp tiến trình khảo sát
Tổng hợp tiến trình khảo sát và lựa chọn các phương pháp khảo sát, thăm dò thích ứng
cho các loại đất và các giải pháp nền móng được thể hiện trong các bảng sau:
giản.
THĂM DÒ - Địa vật lý
- Khoan xoay kết hợp
- Kiến nghị cho việc bố
trí chính xác các công
Khảo sát bổ sung
- Nếu định hướng sử
12
Thăm dò sơ bộ SPT và lấy mẫu đại
diện.
- Xuyên tĩnh (động)
trình và hạng mục
(nếu chưa xác định).
- Khẳng định độ bất
đồng nhất, phân khu
(nếu cần).
- Định hướng khả năng
sử dụng móng nông
hay móng sâu.
dụng móng nông.
- Nếu định hướn sử
dụng móng sâu.
Thăm dò chi tiết
- Có thể móng
nông hay
móng sâu.
- Ưu tiên móng
sâu.
- Khoan (kết hợp SPT).
Lấy mẫu nguyên dạng, thí
SUNG hoặc
PHỤC VỤ THI
CÔNG
- Khoan và SPT, lấy
mẫu.
- Thí nghiệm hiện
trường.
- Thí nghiệm trong
phòng.
- Thí nghiệm nén tĩnh.
- Thí nghiệm đóng cọc.
- Thí nghiệm thấm.
- Quan trắc kiểm tra.
- Kiểm tra các giải pháp
và kích thước móng.
- Giải pháp dự phòng
phù hợp với điều kiện
thi công.
- Kiến nghị giải pháp thi
công.
- Kiểm tra kết quả thi
công.
- Tiến hành thi công
dự án.
Bảng 6: Lựa chọn phương pháp khảo sát theo loại đất.
Phương pháp khảo
sát
Bản chất đất
Phương pháp
khoan
Sét rất cứng xx x x xx x 0 x x xx 0
Bụi (sét pha cát) xx x 0 0 - - x xx x 0
Cát chảy, bão hoà xx x 0 0 0 0 x xx x 0
Cát chặt xx x 0 0 0 0 xx xx xx 0
Cát lẫn sạn sỏi xx - 0 0 0 0 xx x xx 0
Cuội, tảng xx 0 - - 0 0 xx 0 x 0
Đá phong hóa xx 0 x xx - 0 x 0 xx 0
Đá tưới xx 0 xx x 0 0 0 0 x 0
Vật liệu rời, cứng xx 0 0 0 0 0 x 0 x 0
Ghi chú:
xx: Phương pháp hiệu quả, kiến nghị sử dụng
x: Phương pháp sử dụng được
-: Phương pháp kém hiệu quả. Thận trọng khi sử dụng số liệu.
0: Phương pháp không ý nghĩa hoặc không thể áp dụng.
13
Bảng 7: Lựa chọn phương pháp thí nghiệm theo giải pháp nền móng.
Giải pháp nền móng
Thí nghiệm hiện trường Thí nghiệm trong phòng
SPT
N
CPT
qc
PMT
Ep - PI
VST
Cu
Sức kháng cắt Nén lún (OCT)
TCT UCT DST
Móng
nông
- Trong đất rời
- Trong đá
x
x
0
x
x
0
xx
xx
x
x
0
0
x
0
0
x
0
xx
x
0
0
x
0
0
Đất
đấp
mái
dốc
-
-
0
0
xx
x
0
0
Tường
chắn
- Trên đất dính
- Trên đất rời
-
x
x
x
0
0
x
0
xx
0
x
0
x
x
x
0
Ghi chú:
xx: Phương pháp hiệu quả, kiến nghị sử dụng
- Tài liệu địa chất khu vực dự án.
- Tài liệu về khí hậu, thuỷ văn, địa vật lý, địa hình, địa chất thuỷ văn (thường
sử dụng cho dự án lớn, quan trọng).
3. Thị sát và nghiên cứu thực địa
- Tiến hành thị sát – nghiên cứu hiện trường để tìm hiểu khái quát về điều
kiện tự nhiên xã hội thực địa (vị trí, địa hình, giao thông, kinh tế) làm cơ sở
lựa chọn thiết bị thích hợp khi lập đề cương thi công khảo sát.
- Với dự án lớn, quan trọng, địa chất và địa hình phức tạp cần tiến hành ĐV –
ĐCCT là cơ sở cho công tác lập phương án khảo sát.
4. Tiến hành lập phương án kỹ thuật và thi công công tác khảo sát và cần được thông
duyệt, chấp nhận cả hai bên yêu cầu và thi công (A&B)
5. Chỉ đạo thực hiện (thi công) các công tác khảo sát ở hiện trường và thí nghiệm mẫu
trong phòng.
6. Tổng hợp tài liệu và thành lập báo cáo kết quả.
Với các dự án qui mô lớn, kết cấu quan trọng, địa chất địa hình phức tạp cần lập
một nhóm, dưới sự chỉ huy của chủ biên, thực hiện trọn vẹn các khâu từ phương án
đến chỉ đạo thi công hiện trường và thí nghiệm trong phòng và tổng hợp báo cáo kết
quả.
Thông thường, tổ chức thực hiện khảo sát cho một dự án lớn cần bố trí như sau:
- Chủ nhiệm khảo sát chung của dự án, đồng thời là chủ nhiệm kỹ thuật, chịu
trách nhiệm lập phương án và tổng hợp báo cáo kết quả.
- Chủ nhiệm thi công hiện trường, điều hành mọi công tác thi công và thí
nghiệm ở hiện trường theo phương án. Điều hành và điều hoà mọi mối quan
hệ ở hiện trường.
- Các kỹ sư và kỹ thuật viên trợ lý cho chủ nhiệm kỹ thuật và thi công thực thi
và thu thập các tài liệu về công tác khoan, lấy mẫu, thí nghiệm hiện trường
và trong phòng, giúp thành lập báo cáo kết quả.
Tuy nhiên, với các dự án nhỏ và vừa chỉ cần một chủ biên và một hoặc vài trợ
lý là đủ.
1. Vấn đề yêu cầu kỹ thuật khảo sát
bị khảo sát về tiêu chuẩn kỹ thuật, nên khi đưa ra yêu cầu thường không sát thực tế,
tính chuyên nghiệp hạn chế.
2. Nội dung cơ bản của công tác khảo sát địa kỹ thuật
Trên cơ sở yêu cầu kỹ thuật, cơ quan khảo sát thiết lập phương án (hay đề
cương) công tác khảo sát. Phương án nhằm xác định được mục tiêu, đề ra nhiệm vụ,
xác lập loại hình thiết bị, kỹ thuật và phương pháp cần tiến hành; đưa ra các chỉ dẫn kỹ
thuật cần thực hiện để đạt mục tiêu. Ngoài ra phương án cần đề xuất giải pháp tổ chức
thực hiện và xác định khối lượng, tiến độ, giá thành dự kiến của công tác khảo sát.
Mức độ đơn giản hay chi tiết của một phương án khảo sát là tuỳ thuộc vào quy
mô, mức độ quan trọng của dự án và mức độ phức tạp đất nền. Dù sao thì các nội dung
cơ bản sau cần đề cặp trong một phương án:
1. Nêu các cơ sở để thành lập phương án dựa trên yêu cầu kỹ thuật của
bên đặt hàng.
2. Khái quát về điều kiện địa chất, các điều kiện tự nhiên – xã hội khác
nhau của khu vực khảo sát. Nội dung này được thực hiện trong quá
trình thu thập số liệu và thị sát, nghiên cứu thực địa.
3. Xác định mục tiêu, nhiệm vụ, kỹ thuật thiết bị, khối lượng cụ thể
từng loại hình khảo sát:
- Công tác đo đạc, định vị, xác định cao độ các điểm thăm dò.
- Công tác khoan lấy mẫu lỏi đất đá.
- Công tác thí nghiệm hiện trường (SPT, CPT, VST, FPT, PMT,…)
- Công tác thí nghiệm trong phòng (phân loại, vật lý, cơ học).
- Nghiên cứu nước dưới đất và tính xâm thực.
Việc xác định khối lượng và kỹ thuật khảo sát cho từng loại hình được thực
hiện trên cơ sở sau:
- Đặc trưng kết cấu làm cơ sở lập tiêu chí xác định mật độ và độ sâu khảo sát.
- Kết quả phân tích điều kiện đất nền theo tài liệu thu thập được (như mục1).
- Giai đoạn thăm dò và đặc trưng thiết bị, kỹ thuật, phương pháp, qui trình,
tiêu chuẩn cần áp dụng để đạt được mục tiêu và nhiệu vụ đã đề ra.
- Giải pháp nền móng và biện pháp xử lý, gia cố dự kiến áp dụng.
ĐỊA ĐIỂM: HUYỆN MỸ TÚ – TỈNH SÓC TRĂNG
I. MỤC ĐÍCH KHẢO SÁT
Khảo sát đòa chất, để phục vụ cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật thi công. Nội
dung công viêc bao gồm: khoan đòa chất công trình, xác đònh đòa tầng, xác đònh các
chỉ tiêu cơ lý và các thông số của nền đất. Lập báo cáo kết quả khảo sát nền đất
xây dựng. Báo cáo kết quả khảo sát là cơ sở tài liệu đòa chất công trình, đảm bảo
phục vụ cho công tác thiết kế nền móng công trình xây dựng.
II. CÔNG TÁC CỤ THỂ
1. Vò trí lỗ khoan: Được xác đònh trên bản vẽ hiện trạng và vò trí cụ thể sẽ được
đònh vò trên thực đòa.
2. Các công tác khảo sát bao gồm:
- Khoan lấy mẫu đòa chất công trình
- Thí nghiệm hiện trường SPT
- Thí nghiệm hiện trường CPT
- Phân tích các chỉ tiêu cơ lý thông thường của mẫu đất nguyên dạng.
Khối lượng thực hiện:
17
STT Hố khoan Độ sâu (m) Mẫu ND TN SPT
TN CPT
(m)
1 HK1 25 13 13
2 HK2 25 12 12
3 XT1 30
4 XT2 30
5 XT3 30
Tổng cộng 05 HK 50 25 25 90
I. CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT
B. Công tác hiện trường
1. Khoan lấy mẫu :
Phương pháp khoan
bi thoát nước để tránh tình trạng van bò kẹt, gây lực ép lên lõi mẫu.
Thiết bò và dụng cụ
Bộ đầu xuyên:
- Phần mũi: dài 25mm, đường kính trong 35mm, đường kính
ngoài 50mm, độ vát 23
0
, bề dày lưỡi cắt 2,5cm.
- Phần thân: dài 450mm, đường kính trong 38mm, đường kính
ngoài 50mm.
- Phần đấu nối (bộ phận nối với cần khoan: là ống thép thành
dày, đường kính ngoài 50mm, có van một chiều (bằng viên bi) để mở cho
thoát nước khi đóng mẫu và đóng kín khi kéo lên, giữ cho lõi mẫu không bò
tuột.
- Búa đóng: loại tạ 63,5kg ± 1.
Cần đóng gồm có đe và thanh dẫn liền khối. Trên thanh dẫn tạ, ở vò trí cách
mặt trên của đe 76cm, có rãnh đặc biệt, giúp cho việc gấp nhả tạ đúng lúc, đúng độ
cao rơi tạ.
b. Xuyên tónh (CPT)
Phương pháp thí nghiệm:
Tiêu chuẩn thí nghiệm CPT: TCXD 226 – 1999 của Bộ Xây Dựng.
Xuyên vào trong đất một chùy xuyên hình côn, lực làm xuyên là lực ép tónh.
Trong quá trình xuyên, đo sức kháng xuyên của đất ứng với mũi xuyên – ký hiệu là
q
c
– và sức kháng của đất với bề mặt măng sông thành bên của xuyên – ký hiệu là
f
s
.
Thiết bò và dụng cụ:
Những bộ phận chủ yếu của máy uyên là chùy (hay đầu mũi) xuyên,
ren. Với côn loại 10 cm
2
thì cần xuyên có đường kính 35,7 mm và đường kính rỗng
là 16 mm.
Cơ cấu gia lực phổ biến hiện nay là thủy lực.
3. Lấy mẫu
Lấy và bảo quản mẫu theo tiêu chuẩn: TCVN 2683 – 91
- Mẫu cơ lý: mẫu lấy lên khỏi hố khoan, ngay lập tức phải gắn
kín để giữ độ ẩm tự nhiên của mẫu. Gắn nhãn mẫu, bảo quản mẫu nơi thoáng
mát, tránh va đập. Trên nhãn mẫu ghi đầy đủ nội dung: tên công trình, số hiệu
mẫu, độ sâu lấy mẫu (từ – đến), loại đất, yêu cầu phân tích, ngày lấy mẫu.
- Mẫu lõi SPT (làm mẫu lưu để so sánh, đối chứng khi cần
thiết): lấy mẫu ra khỏi thân của đầu xuyên, được cho vào túi nilông không thấm
nước, hơi và khí hoặc cho vào ống PVC Φ49, gắn kín hai đầu ống, gắn nhãn
mẫu. Bảo quản nơi thoáng mát. Trên nhãn mẫu ghi đấy đủ nội dung: tên công
trình, số hiệu mẫu, độ sâu, loại đất, ngày lấy mẫu, số búa đóng cho từng khoảng
độ xuyên, ngày thí nghiệm.
Kết thúc hố khoan:
- Lập phiếu gửi mẫu và gửi ngay mẫu về phòng thí nghiệm.
- Quan trắc mực nước trong hố khoan đến khi ổn đònh, ghi
chiều sâu mực nước.
Nội dung và quy cách mô tả đòa tầng, ghi chép các số liệu khoan, SPT theo
đúng hướng dẫn của quy phạm. Mô tả đòa tầng phải ghi đầy đủ loại đất, cỡ hạt,
màu sắc, trạng thái của đất và các vật liệu khác lẫn trong đất (nếu có) như xác thực
vật, vỏ sò ốc, các vật lạ….
B. Công tác thí nghiệm trong phòng
1. Phân tích các chỉ tiêu của mẫu đất
- Số lượng mẫu và các chỉ tiêu thí nghiệm được thống nhất giữa người thực
hiện và bên A hoặc phụ trách nghiệp vụ ĐKT cơ quan thiết kế, sau khi đã có
hình trụ lỗ khoan của toàn bộ công trình, thông qua phiếu yêu cầu thí nghiệm.
+ Tài liệu phân tích mẫu.
a. Thời gian thực hiện
Thời gian thực hiện công tác khảo sát đòa chất công trình được quy đònh trong hợp
đồng tùy theo qui mô của từng công trình và được bên B đảm bảo chặt chẽ.
TRUNG TÂM NCCN & TBCN
21
22
• Hình trụ hố khoan sau khi xử lý
23
Tỷ lệ(Scale) (m)
Tên lớp(Stratum No)
Cao độ(Altitude)
Độ sâu lớp (m)
(Depth) (m)
B-dày lớp(Thickness)
TRỤ
CẮT
(STRATUM
LOG)
Số hiệu
và độ sâu
mẫu
(Sample No-
Samp. depth)
MÔ TẢ
(DESCRIPTION OF MATERIAL)
THÍ NGHIỆM XUYÊN TIÊU CHUẨN
(STANDARD PENETRATION TEST)
Số búa ứng
với 15cm
B
1.2
Sét pha
-1.70 1.70
1
3.1
Sét lẫn ít sạn, nâu đốm vàng
Trạng thái dẻo cứng
-4.80 4.80
2
1.7
Sét pha, xám trắng đốm nâu
Trạng thái dẻo cứng
-6.45 6.45
3
30.1
Cát pha lẫn sạn sỏi, nâu vàng, trạng thái dẻo
-36.50 36.50
4
13.5
Sét, nâu đỏ - vàng, trạng thái cứng
-50.0 50.0
Kết thúc hố khoan tại độ sâu: 50.0m
Total depth of hole: 50.0m
2.0 - 2.2
HK1-1
2.2 - 2.65
3 4 5 9
SPT1-1
4.0 - 4.2
HK1-8
16.2 - 16.65
4 6 6 12
SPT1-8
18.0 - 18.2
HK1-9
18.2 - 18.65
4 5 7 12
SPT1-9
20.0 - 20.2
HK1-10
20.2 - 20.65
4 6 8 14
SPT1-10
22.0 - 22.2
HK1-11
22.2 - 22.65
6 7 8 15
SPT1-11
24.0 - 24.2
HK1-12
24.2 - 24.65
5 7 8 15
SPT1-12
26.0 - 26.2
HK1-13
26.2 - 26.65
5 7 7 14
SPT1-13
28.0 - 28.2
HK1-20
40.2 - 40.65
10 13 17 30
SPT1-20
42.0 - 42.2
HK1-21
42.2 - 42.65
10 21 25 46
SPT1-21
44.0 - 44.2
HK1-22
44.2 - 44.65
12 23 27 50
SPT1-22
46.0 - 46.2
HK1-23
46.2 - 46.65
11 21 27 48
SPT1-23
48.0 - 48.2
HK1-24
48.2 - 48.65
10 19 24 43
SPT1-24
50.0 - 50.2
HK1-25
50.2 - 50.65
9 12 19 31
SPT1-25
0.0
- Thuận tiện cho công tác thí nghiệm trong hố khoan như: SPT, thấm hiện
trường và có thể cắt cánh.
Thiết bị khoan bằng cơ khí có thể tự hành hoặc cắt rời. Cơ cấu cơ bản của thiết
bị khoan xoay bao gồm các bộ phận cơ bản sau (xem hình 1).
- Tháp khoan: có thể hạ ba chân tách rời như thiết bị khoan đập cáp nêu trên,
có thể được chế tạo gắn liền với bánh xe tự hành. Tháp khoan dùng làm định
hướng để kéo, ấn cần và mũi khoan lên xuống.
- Cơ cấu tạo quay: là cơ cấu tạo quay cơ khí hoặc thuỷ lực, bộ phận cơ bản
của máy khoan. Cơ cấu này làm cho quay hệ cần mũi khoan thông qua cần
chủ lực, với các vận tốc quay khác nhau, các máy thông thường có tốc độ
vòng quay trong khoảng 50-1500 vòng phút.
- Cơ cấu nâng hạ:
o Thường dung hệ kích thuỷ lực (có thể cơ học) để nâng và ấn xuống
với áp lực và vận tốc có thể khống chế được,vào hệ thống cần và mũi
khoan, thông qua cần chủ lực.
o Ngoài ra còn dung tời và phanh tời tham gia chức năng kéo cáp để
nâng hạ cần, mũi khoan. Lực tời cần đạt đến 2-6 tấn.
- Động cơ: động cơ máy nổ thường là diesel thường dùng có công suất 12
50CV tuỳ theo máy khoan loại nặng, nhẹ khác nhau. Động cơ các ngẫu lực
và làm quay máy khoan, bơm thuỷ lực cho kích và bơm dung dịch bùn
khoan.
- Bơm dung dịch: là loại bơm bùn, có nhiệm vụ hút dung dịch khoan từ bể
bùn khoan đẩy qua cần để xuống mũi và đáy hố khoan qua đầu xa nhic. Tuỳ
theo độ sâu khoan, đường kính hố khoan và vật liệu đất đá mà bơm dung
dịch cần có áp lực và lưu lượng tương ứng. tuy nhiên, áp lực bơm và lưu
lượng càng lớn càng tốt. Các thông số thường dụng cho máy bơm dung
dịch.
o Công suất động cơ: 9-15CV
o Áp lực đẩy: 25-35kg/cm
3