BÀI GIẢNG HƯỚNG DẪN THỰC TẬP KHOAN - KHAI THÁC
BÀI 2: KHOAN KHẢO SÁT
ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
CBGD
: ThS. ĐỖ QUANG KHÁNH
ThS. HOÀNG TRỌNG QUANG
ThS. BÙI TỬ AN
Bộ môn
: Khoan và Khai thác
Tel
: 84-8-8654086
Mục lục
I. Nội dung và yêu cầu thực tập
II. Cơ sở lý thuyết
2.1. Giới thiệu
2.2. Các phương pháp khoan
2.3. Lấy mẫu đất
2.4. Bảo quản và ghi nhãn mẫu
2.5. Các thí nghiệm trong hố khoan
III. Điều kiện thực tập và cách thức tổ chức
Hướng dẫn thực tập khoan-khai thác
128
Trình bày và vẽ lại sơ đồ bố trí thiết bị và dụng cụ khoan
khảo sát địa chất công trình.
Tham gia vận hành và thao tác khoan khảo sát ĐCCT.
Hướng dẫn thực tập khoan-khai thác
130
BM. KHOAN & KHAI THÁC
NỘI DUNG VÀ YÊU CẦU THỰC TẬP
Tham gia thực hiện và báo cáo về quy trình lấy mẫu, mô tả
và đánh giá chất lượng mẫu.
Tham gia thực hiện và báo cáo về công tác bảo quản và
ghi nhãn mẫu.
Tham gia thực hiện và báo cáo về công tác thí nghiệm tại
hiện trường thực tập.
Vẽ, mô tả cột địa tầng tại vị trí thực tập khoan khảo sát
ĐCCT.
Tham gia công tác lấp lỗ khoan và thu dọn hiện trường.
Hướng dẫn thực tập khoan-khai thác
131
BM. KHOAN & KHAI THÁC
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.2 Các phương pháp khoan
1. KHOAN TAY
2. KHOAN ĐẬP CÁP NHẸ
3. KHOAN GUỒNG XOẮN
4. KHOAN XOAY MÁY
Hướng dẫn thực tập khoan-khai thác
134
BM. KHOAN & KHAI THÁC
1. Khoan tay
•
Phương pháp khoan tay dùng thiết bị nhẹ thao
tác bằng tay, cần khoan thường dùng loại nhỏ
và mỏng Φ34, Φ42mm, lưỡi khoan có đường
kính từ 75-132mm gồm có các kiểu lưỡi khoan:
xoắn ruột gà, lưỡi khoan thìa, lưỡi khoan hợp
kim, choòng đập, ống múc mùn khoan và các
ống mẫu theo các quy phạm khác nhau.
•
Ví dụ ống mẫu thành mỏng Φ75 theo quy phạm
ASTM, ống mẫu đường kính Φ110 gồm hai
Tháp khoan dùng loại ba chân ống thép mỏng hoặc bằng gỗ, nếu
trường hợp khoan độ sâu dưới 6m có thể không cần dùng tháp.
Khoan tay rất thuận lợi trong vùng chật hẹp, lầy lội, khó thi công. Tuy
nhiên nó có nhiều hạn chế về phạm vi sử dụng.
Hướng dẫn thực tập khoan-khai thác
136
BM. KHOAN & KHAI THÁC
2. Khoan đập cáp nhẹ
Khoan đập cáp nhẹ là một biến tướng của các phương pháp khoan
giếng tiêu chuẩn, nói chung, sử dụng một giàn khoan di động được
thiết kế riêng cho công tác khảo sát đất nền.
Đối với hầu hết công tác khảo sát, đó là giàn khoan có tời với sức
nâng từ 1 đến 2 tấn, được vận hành bằng động cơ diezen và tháp
khoan có chiều cao khoảng 6m.
Với nhiều loại giàn khoan, các chân tháp gấp lại được tạo nên một
rơmoóc đơn giản, có thể kéo đi bằng một xe nhẹ. Mũi khoan cắt sét
được dùng trong lỗ khoan khô.
Ống khoan chỉ được sử dụng khi nước ở đáy lỗ khoan đủ ngập phần
dưới của ống. Do đó cần đổ thêm nước vào lỗ khoan khi khoan qua
lớp đất khô không dính nếu dùng ống khoan.
Hướng dẫn thực tập khoan-khai thác
137
BM. KHOAN & KHAI THÁC
Choòng cắt và ống múc lấy lên vật liệu đã bị phá huỷ nói chung là đủ
đại diện, cho phép nhận biết địa tầng.
Hướng dẫn thực tập khoan-khai thác
139
BM. KHOAN & KHAI THÁC
Khoan đập cáp nhẹ
Hiện nay ở nước ta còn có một số trường hợp cải tiến khoan đập cáp
nhẹ trên thành một giàn khoan cơ động và gọn nhẹ hơn.
Sợi cáp đập được chuyển đổi thành một sợi chắc mềm, phanh hãm
và thả bộ dụng cụ qua một cơ cấu tang tời phụ.
Bộ dụng cụ được nâng lên khỏi đáy giếng khoảng từ 15-25mm tùy
theo độ cứng của đất và tần số đập thay đổi 60-80 lần/phút.
Mỗi lần đập cần khoan được xoay đi một góc từ 100 -150 nhờ xoay
tay kha mút kẹp cần. Làm sạch mùn khoan trên đáy bằng bơm dung
dịch kiểu piston tác dụng kép.
Phương pháp này có thể khoan tới độ sâu 50m trong đất đá cấp III và
năng suất khoan đạt 2-3m/giờ trong đất đá này.
Hướng dẫn thực tập khoan-khai thác
140
BM. KHOAN & KHAI THÁC
3. Khoan guồng xoắn
của địa tầng.
Có thể giám định chính xác từng khoảng địa tầng không liên tục từ
các mẫu khoan lấy được qua thân rỗng của lưỡi khoan.
Ở địa tầng tự chống đỡ được, có thể dùng cần đặc và mũi khoan
thích hợp. Mũi khoan được kéo lên mặt đất mỗi khi cần moi đất đá ra.
Có thể tiến hành lấy mẫu đóng và thí nghiệm trong lỗ khoan.
Hướng dẫn thực tập khoan-khai thác
142
BM. KHOAN & KHAI THÁC
4. Khoan xoay máy
Các máy khoan xoay sử dụng trong khoan khảo sát công trình
thường là cỡ nhỏ với sức nâng của tời từ 1-2 tấn, độ sâu lỗ
khoan tối đa là 100m.
Về cơ bản, thiết bị và dụng cụ ở phương pháp khoan xoay này
giống các phương pháp khoan xoay thăm dò khoáng sản cứng
và khoan thăm dò-khai thác nước nhưng kích thước và qui mô
nhỏ hơn.
Một điều đặc biệt nữa là các thiết bị khoan khảo sát địa chất
công trình chỉ sử dụng loại điều áp thủy lực và mâm cặp, trục
spindel.
Hướng dẫn thực tập khoan-khai thác
143
BM. KHOAN & KHAI THÁC
145
BM. KHOAN & KHAI THÁC
2.3 Lấy mẫu đất
Các nguyên tắc chung
Các kĩ thuật chủ yếu để lấy mẫu
Chất lượng mẫu
Các mẫu phá hoại từ dụng cụ khoan hoặc từ thiết bị đào
Ống lấy mẫu hở
Ống lấy mẫu thành mỏng
Ống lấy mẫu hở đường kính 100mm
Ống mẫu tách dùng cho thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn
Mẫu lõi khoan xoay
Hướng dẫn thực tập khoan-khai thác
146
BM. KHOAN & KHAI THÁC
Các nguyên tắc chung
Việc chọn kĩ thuật lấy mẫu phụ thuộc vào chất lượng mẫu yêu cầu và
đặc điểm của đất, đặt biệt là mức độ đất bị phá hoại do quá trình lấy
mẫu.
Cần nhớ rằng tính chất của đất nguyên trạng tại hiện trường thường
bị chi phối bởi sự hiện diện bởi những chổ yếu và những gián đoạn.
Các kĩ thuật chủ yếu để lấy mẫu
Các mẫu lấy được bằng kĩ thuật b, c thường là đủ nguyện vẹn
để có thể xem xét kiến trúc của đất nền bên trong mẫu.
Chất lượng của những mẫu như vậy có thể thay đổi nhiều, tùy
theo kĩ thuật và những điều kiện đất và thường cho thấy một
mức độ phá hoại nhất định.
Các mẫu nguyên vẹn bằng kĩ thuật b, c thường được lấy theo
hướng thẳng đứng, nhưng có thể lấy theo hướng đặc biệt để
khảo sát những đặc điểm riêng.
Hướng dẫn thực tập khoan-khai thác
149
BM. KHOAN & KHAI THÁC
Chất lượng mẫu
Quy trình lấy mẫu phải được lựa chọn trên cơ sở chất lượng
mẫu được yêu cầu và sẽ được đánh giá phần lớn theo mức độ
thích hợp của mẫu cho các thí nghiệm trong phòng tương ứng.
Một phân loại mẫu đất đề xuất ở Đức đã cung cấp một cơ sở
hữu ích cho phân loại các mẫu theo chất lượng.
Chất lượng
Các tính chất có thể xác định được đủ độ tin cậy
Loại 1
Phân loại, độ ẩm, dung trọng, độ bền, biến dạng và
cũng chỉ có thể lấy được mẫu bị phá hoại ít nhiều. Tức là tốt nhất chỉ
là loại 2.
Kết quả thí nghiệm về độ bền và tính nén lún tiến hành trên những
mẫu đó phải được xử lí thận trọng. Các mẫu thuộc các loại 3, 4 và 5
nói chung được coi như “mẫu phá hoại”.
Điều này cần xem xét tiếp trong việc lựa chọn các qui trình để lấy mẫu
loại 1 là kích thước của mẫu. Điều này được xác định phần lớn bởi
kiến trúc của đất đá mà đối với riêng đất, thường hay gọi là “kết cấu”.
Khi đất có những gián đoạn định hướng bất kỳ, chẳng hạn như trong
đất là sét thì đường kính mẫu hoặc bề rộng mẫu càng lớn so với
khoảng cách giữa các gián đoạn càng tốt.
Hướng dẫn thực tập khoan-khai thác
151
BM. KHOAN & KHAI THÁC
Copyright: Tài liệu đại học ©