Silicat Augit (piroxen) Biotit (mica) Hocblen (amfibon) Muscovit (mica) Olivin Octocla (Fenpat) Topaz Tan Tuamalin Oxit Thaïch anh Hematit Gôitit (limonit) Manhetit Cacbonat Canxit Dolomit Sunfat Thaïch cao Sunfua Pirit Galen Halogenua Halit Flourit Ca(Mg, Fe,Al).(Al,Si2O6) K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH)2 (Na,Ca)2(Mg,Fe,Al)5Si6(Si,Al)2O22(OH)2 KAl3(AlSi3O10)(OH)2 (Mg,Fe)2SiO4 KAlSi3O8 Al2(SiO4)(F, (OH)2) Mg3(Si4O10)(OH)2 (Na,Ca)(Mg,Al)6B3Al3Si6(O,OH)3O SiO2 Fe2O3 FeO.OH Fe3O4 CaCO3 CaMg(CO3)2 CaSO4.2H2O FeS2 PbS NaCl CaF2 Xanh thaãm ñeán ñen Ñen Xanh thaãm ñeán ñen Khoâng maøu ñeán xanh nhaït Xanh nhaït ñeán ñen Traéng xaùm hoaëc hoàng Xanh tim, luïc hoàng hoaëc ñoû Phôùt naâu, luïc, phôùt vaøng Luïc, hoàng, ñoû, naâu saãm, ñen Khoâng maøu ñeán traéng,ñoû,vaøng Ñen,xaùm theùp Naâu vaøng ñeán naâu thaãm Ñen saét Traéng ñeán khoâng maøu Hoàng, traéng hoaëc xaùm Khoâng maøu ñeán traéng Vaøng thau nhaït Xaùm chì Khoâng maøu hoaëc traéng Vaøng, tím, luïc, xanh Hoaøn toaøn Raát hoaøn toaøn Hoaøn toaøn Raát hoaøn toaøn Khoâng hoaøn toaøn Trung bình Veát vôõ Hoaøn toaøn Khoâng caùt khai Veát vôõ voû soø Khoâng caùt khai Hoaøn toaøn Khoâng caùt khai Hoaøn toaøn Hoaøn toaøn Raát hoaøn toaøn Khoâng hoaøn toaøn Hoaøn toaøn Hoaøn toaøn Hoaøn toaøn 5 – 6 2,5 – 3 5 – 6 2 – 2,5 6,5 – 7 6 8 1 7 – 7,5 7 5,5 – 6 4,5 – 5,5 5,5 – 6 3 3,5 – 4 2 6 – 6,5 2 – 3 2 4 3,2 – 3,6 2,8 – 3,2 2,9 – 3,2 2,8 – 2,9 3,3 – 4,4 2,6 3,5 – 3,6 2,7 – 2,8 2,9 – 3,3 2,5 – 2,8 5 – 5,2 4 – 4,4 4,9 – 5,2 2,6 – 2,8 1,8 – 2,9 2,3 4,9 – 5,2 7,4 – 7,6 2,1 – 2,2 3,18 NHOÙM SILICAT
CHƯƠNG 1: ĐẤT ĐÁ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA CÁC KHOÁNG VẬT TẠO ĐÁ PHỔ BIẾN Tên khoáng vật Silicat Augit (piroxen) Biotit (mica) Hocblen (amfibon) Muscovit (mica) Olivin Octocla (Fenpat) Topaz Tan Tuamalin Oxit Thạch anh Hematit Gơitit (limonit) Manhetit Cacbonat Canxit Dolomit Sunfat Thaïch cao Sunfua Pirit Galen Halogenua Halit Flourit Công thức hóa học Màu Cát khai Ca(Mg, Fe,Al).(Al,Si O ) K(Mg,Fe) AlSi O 10 (OH) (Na,Ca) (Mg,Fe,Al) Si (Si,Al) O 22 (OH) KAl (AlSi O 10 )(OH) (Mg,Fe) SiO KAlSi O Al (SiO )(F, (OH) ) Mg (Si O 10 )(OH) (Na,Ca)(Mg,Al) B Al Si (O,OH) O Xanh thẫm đến đen Đen Xanh thẫm đến đen Không màu đến xanh nhạt Xanh nhạt đến đen Trắng xám hồng Xanh tim, lục hồng đỏ Phớt nâu, lục, phớt vàng Lục, hồng, đỏ, nâu sẫm, đen Hoàn toàn Rất hoàn toàn Hoàn toàn Rất hoàn toàn Không hoàn toàn Trung bình Vết vỡ Hoàn toàn Không cát khai SiO Fe O FeO.OH Fe O Không màu đến trắng,đỏ,vàng Đen,xám thép Nâu vàng đến nâu thẫm Đen sắt Vết vỡ vỏ sò Không cát khai Hoàn toàn Không cát khai CaCO CaMg(CO ) Trắng đến không màu Hồng, trắng xám Hoàn toàn Hoàn toàn CaSO 2H O Không màu đến trắng Rất hoàn toàn FeS PbS Vàng thau nhạt Xám chì Không hoàn toàn Hoàn toàn NaCl CaF Không màu trắng Vàng, tím, lục, xanh Hoàn toàn Hoàn toàn Độ cứng Tỷ trọng 5–6 2,5 – 5–6 – 2,5 6,5 – – 7,5 3,2 – 3,6 2,8 – 3,2 2,9 – 3,2 2,8 – 2,9 3,3 – 4,4 2,6 3,5 – 3,6 2,7 – 2,8 2,9 – 3,3 5,5 – 4,5 – 5,5 5,5 – 2,5 – 2,8 – 5,2 – 4,4 4,9 – 5,2 3,5 – 2,6 – 2,8 1,8 – 2,9 2,3 – 6,5 2–3 4,9 – 5,2 7,4 – 7,6 2,1 – 2,2 3,18 CHƯƠNG 1: ĐẤT ĐÁ NHÓM SILICAT Khoáng vật Augit (Prioxen) Khoáng vật Hocblen Khoáng vật Biotit (Mica) Khoáng vật Muscovit Khoáng vật Olivin CHƯƠNG 1: ĐẤT ĐÁ NHÓM SILICAT Khoáng vật Octocla Khoáng vật Topaz Khoáng vật Tan Khoáng vật Tuamalin CHƯƠNG 1: ĐẤT ĐÁ NHÓM OXIT Khoáng vật Thạch anh Khoáng vật Hematit CHƯƠNG 1: ĐẤT ĐÁ NHÓM OXIT Khoáng vật Manhetit Khoáng vật Gơtit NHÓM CACBONAT Khoáng vật Canxit Khoáng vật Dolomit CHƯƠNG 1: ĐẤT ĐÁ NHÓM SUNFAT Khoáng vật Thạch cao NHÓM SUNFUA Khoáng vật Pirit Khoáng vật Galen CHƯƠNG 1: ĐẤT ĐÁ NHÓM HALOGENUA Khoáng vật Halit Khoáng vật Flourit CHƯƠNG 1: ĐẤT ĐÁ Chương ĐẤT ĐÁ 1.1 TRÁI ĐẤT VÀ KHOÁNG VẬT 1.1.1 Trái đất 1.1.1.1 Trái đất hệ mặt trời Trong vũ trụ có vơ số thiên thể (sao) chuyển động không ngừng Trái đất vô số thiên thể Tập hợp nhiều (đám mây sao) gọi hệ Khoa học đại cho biết có khoảng 10 tỉ hệ vũ trụ Trái đất hành tinh Hệ Mặt trời, Hệ Mặt trời lại phận hệ thiên hà lớn có tên gọi Ngân hà Các thiên thể hai hệ chủ yếu chuyển động không gian theo chiều thuận thiên văn (tức ngược chiều kim đồng hồ) sức hút từ nhân trung tâm Trong hệ Ngân Hà có khoảng 150 tỉ (bao gồm tinh, tinh vân loại bụi sao, tia xạ Mặt trời tinh kích thước trung bình nằm gần trung tâm hệ Ngân Hà Khi mặt trời chuyển động, lực hấp dẫn, kéo theo hành tinh xoay xung quanh hình thành hệ Mặt trời (Thái Dương hệ) Tính từ phía mặt trời ngồi, gồm hành tinh: Sao Thủy - Mercury, Sao Kim – Venus, Trái đất, Sao Hỏa – Mars, Sao Mộc – Jupiter, Sao Thổ - Saturn, Sao Thiên Vương – Uranus, Sao Hải Vương – Neptune Bán kính Hệ mặt trời khoảng 29.97AU (Astronomical Unit – Đơn vị thiên văn: đơn vị độ dài quy ước dùng thiên văn học để đo khoảng cách không gian Độ dài đơn vị khoảng cách trung bình từ Trái Đất đến Mặt Trời, nghĩa khoảng gần 149.6 triệu km) Trái đất hành tinh thứ Hệ mặt trời, cách mặt trời 1AU Thời gian trái đất tự quay vịng quanh trục 23h56’ quay hết vòng quanh mặt trời 365.25 ngày Trái đất có vệ tinh mặt trăng 15 CHƯƠNG 1: ĐẤT ĐÁ Hình 1.1- Hệ mặt trời 1.1.1.2 Cấu tạo trái đất Hình dáng trái đất : có dạng hình cầu, dẹt cực (Elipsoid hay Geoid) tốc độ quay quanh trục Bắc – Nam lớn Trục Trái Đất nghiêng góc tối đa 23.5o so với mặt phẳng quỹ đạo Kích thước:của ước lượng sau: - Bán kính qua xích đạo: Rx = 6,378.25Km - Bán kính qua cực: Re = 6,356.87Km - Bán kính trung bình: R=6,371km - Diện tích bề mặt đất: 510.08 triệu km2 Trong đó, đại dương chiếm 71% (361 triệu km2) lục địa 29% (149 triệu km2) Bề mặt trái đất:lồi lõm không phẳng thay đổi - Điểm cao đỉnh Everest (Chomolungma) thuộc dãy Hymalaya cao 8890m (Bắc Ấn Độ) - Điểm sâu hố đại dương Mariana sâu 11.000m (Đông Philippin Thái Bình Dương) Tuổi:theo tính tốn dựa vào đồng vị phóng xạ, trái đất có tuổi vào khoảng 4.55 tỷ năm 16 CHƯƠNG 1: ĐẤT ĐÁ Cấu trúc bên đất: Dựa vào nghiên cứu sóng địa chấn, nhà địa chất chia trái đất thành nhiều lớp khác nhau, nhìn chung có 03 lớp: vỏ trái đất, mantle, lõi (nhân) (hình 1.2) Vỏ trái đất (crust) Vỏ trái đất tính từ phạm vi mặt đất đến bề mặt phản xạ sóng địa chấn rõ rệt nhất, gọi ranh giới địa chấn – mặt Mohorovicic hay mặt Moho (M) Đặc điểm mặt Mohorovicic sóng địa chấn qua chúng bị thay đổi đột ngột Vận tốc truyền sóng dọc (sóng P – Primary wave) vỏ trái đất khoảng 6.5km/s sóng ngang (sóng S – Secondary wave) khoảng 3.7km/s Vỏ Trái Đất chiếm khoảng 15% thể tích khoảng 1% trọng lượng Trái Đất có vai trị quan trọng thiên nhiên đời sống người Vỏ trái đất phân làm loại vỏ lục địa vỏ đại dương Độ dày lớp vỏ dao động từ km (ở đại dương) đến 70 km (ở lục địa) Đá lục địa có tỉ trọng nhỏ khoảng 2.7, thành phần hóa học chủ yếu Silic nhơm – gọi lớp Sial tồn đá có tuổi già trái đất (3.8 tỉ năm) Đá đại dương cấu tạo đá trẻ nặng hơn, tỉ trọng khoảng 2.8 – 3.4, thành phần hóa học chủ yếu Si Mg – gọi lớp Sima Manti (mantle) Mantle phần nằm mặt Moho độ sâu 2900km – ranh giới Gutenberge (G) Ở mặt Moho, vận tốc truyền sóng P khoảng 8.2km/s sóng S 4.4km/s Trong lớp mantle vận tốc sóng địa chấn tăng nhẹ theo chiều sâu (khơng tính đến phân lớp mỏng chiều sâu khoảng 60-200km có vận tốc truyền sóng thấp – ranh giới thạch mềm) Mantle có thành phần tương tự dung nham núi lửa, chia thành lớp: - Mantle trên: Từ mặt M đến 800km Tỉ trọng trung bình từ Vật chất lớp trạng thái rắn, dẻo, nóng chảy phần vận động theo nguyên tắc đối lưu Đây nơi phát sinh trình địa chất nội động lực - Mantle dưới: Từ 800km – 2900km Tỉ trọng trung bình từ 5-6 Do có nhiệt độ cao (2800–3800oC) áp suất lớn (400.000– 1.300.000 atm) nên vật chất trạng thái nén chặt, thể rắn, 17 CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH Mức độ phức tạp Khoảng cách bố trí (m) Đơn giản - - Thuyết minh khoan lấy mẫu thí nghiệm SPT Cịn lại: xun, nén ngang khoan Mỗi trụ, mố bố trí:1- điểm thăm dị - Cầu có quy mơ nhỏ, kết cấu đơn Ít trụ, mố bố trí: hố giản khoan lấy mẫu thí nghiệm - Địa chất đơn giản, đất tốt, đồng SPT Còn lại: xuyên, nén ngang khoan Bảng 6.11 - Độ sâu điểm thăm dò – Giai đoạn khảo sát thiết kế kỹ thuật Loại móng Chiều rộng vùng chịu tải (m) Chiều sâu thăm dị tối thiểu đáy móng (m) Cơng trình dạng diện dạng điểm - Chiều rộng móng đơn - Kích thước B - Chiều rộng tịa nhà cơng Móng bè trình - Kích thước B - Chiều rộng tịa nhà cơng Móng băng trình giao - Kích thước B Móng đơn 1,5 B Hoặc chạm đá 1,5 B Hoặc chạm đá 1,5 B Hoặc chạm đá 1,5 D đáy mũi cọc Hoặc D tầng chịu lực Hoặc 5m vào đất tốt có SPT ≥ 50 1,5 B đáy mũi nhóm cọc 2/3 chiều sâu ngàm, đất Móng nhóm - Chiều rộng nhóm cọc B tốt cọc - Nếu gặp đá: vào đá tươi 3m Cơng trình dạng tuyến Móng cọc đơn Móng tuyến đường - Cọc đơn có đường kính D - Chiều rộng mặt đường B Các dạng - Tuyến đường ống, mương tuyến khác - Tuyến ống có trụ đỡ - - Đất yếu chịu lún: 1,5 B đáy đất đắp - Đất tốt, đồng chịu lún 715m - 3m đáy ống, mương - 1,5 B đáy trụ đất yếu 316 CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH Hình 6.30- Minh họa mặt bố trí hố khoan khảo sát hố thí nghiệm trường Hình 6.31- Độ sâu khoan khảo sát (móng nơng) – giai đoạn khảo sát chi tiết Hình 6.32- Độ sâu khoan khảo sát (móng băng – móng cọc) – giai đoạn khảo sát chi tiết 317 CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 6.4.3 Khảo sát thiết kế vẽ thi công Đây giai đoạn khảo sát cuối tiến hành trước q trình thi cơng cơng trình Mục tiêu giai đoạn kiểm tra làm xác hóa lần cuối tồn nghi thiếu bổ sung cho phương án dự phòng, đề cập kết luận kiến nghị kết thúc giai đoạn thiết kế để chuyển sang giai đoạn thi công Khảo sát bổ sung thường đề cập đến chủ đề: - Làm xác hóa diện phân bố bề dày đất yếu (nếu có), cốt mặt lớp bề dày lớp tựa cọc mũi cọc (nếu cần), bề mặt đá gốc kiểm tra phân bố hang hốc Karst nằm mũi cọc v.v… - Chính xác hóa số tiêu lý phương pháp khác để khẳng định điều chỉnh phương án thi cơng Bổ sung số loại hình ảnh thí nghiệm để kiểm tra chéo phải chuyển đổi giải pháp móng sang giải pháp dự phịng - Bổ sung nghiên cứu mực nước đất theo mùa để định phương án thi cơng - Các loại thí nghiệm kiểm tra kết sau thi công: nén tĩnh cọc, bàn nén tải trọng tĩnh, siêu âm, khoan lõi kiểm tra cọc, lắp đặt thiết bị quan trắc lún ,… Nhìn chung, giai đoạn khảo sát phục vụ thi công dựa kết luận giai đoạn thiết kế chi tiết mà bổ sung để hoàn thiện (trước trong) q trình thi cơng móng Do đó, mạng lưới bố trí chiều sâu thăm dò tùy thuộc yêu cầu điều kiện cụ thể, chuyên gia địa kỹ thuật đề xuất kỹ sư trưởng dự án chấp thuận 6.5 BÁO CÁO KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 6.5.1 Nội dung báo cáo khảo sát ĐCCT Tổng hợp tất liệu thu thập trường, phịng thí nghiệm, hồ sơ lưu trữ, tiến hành làm báo cáo địa chất cơng trình Báo cáo địa chất cơng trình tài liệu kỹ thuật tổng hợp tất yếu tố thuận lợi khó khăn mơi trường thiên nhiên tương tác môi trường với cơng trình xây dựng Báo cáo địa chất cơng trình có ý nghĩa sau: - Đưa số liệu cụ thể điều kiện địa chất cơng trình để lập luận chứng kinh tế kỹ thuật, phương án móng cơng trình, lựa chọn bố trí vị trí thích hợp phân vùng xây dựng, chọn loại kết cấu vật liệu xây dựng hợp lý để đảm bảo cho cơng trình an tồn kinh tế - Nêu số liệu tỉ mỉ đất, gợi ý giải pháp móng, phục vụ cho việc thiết kế móng hợp lý, dự đốn, phịng ngừa có giải 318 CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH pháp cho tượng xảy q trình thi cơng sử dụng cơng trình - Là tài liệu lưu trữ, theo dõi q trình thi cơng, q trình sử dụng, sửa chữa, cải tạo cần - Làm rõ tất cam kết, qui định Đề cương khảo sát Địa chất cơng trình xem xét, phê duyệt Đơn vị tư vấn giải pháp Địa kỹ thuật Chủ đầu tư Báo cáo khảo sát địa chất cơng trình thường gồm hai phần: Phần thuyết minh phần phụ lục 6.5.1.1 Phần thuyết minh Thuyết minh báo cáo kết khảo sát đất cần có nội dung sau: - Nêu mục đích, phạm vi, tổ chức thực phương pháp tiến hành công tác khảo sát đất - Các tiêu chuẩn sử dụng - Nêu khối lượng (khoan, đào có lấy mẫu đất đá nước để thí nghiệm phịng; thí nghiệm trường…) tiến độ thực công tác khảo sát - Phân biệt, phân chia mô tả đất đá theo thứ tự địa tầng đề cập đến diện phân bố, nằm qua kết khảo sát (loại đất, thành phần, trạng thái, bề dày…) - Nước đất vấn đề liên quan đến thi công ăn mịn, xâm thực đến vật liệu móng cơng trình - Tổng hợp tính chất lý lớp đất đá theo loại thí nghiệm lựa chọn giá trị đại diện phục vụ tính tốn thiết kế móng - Kết luận kiến nghị cho công tác khảo sát đất nền, liên quan đến địa tầng, tính chất lý đại diện cho cơng tác phân tích Địa kỹ thuật sau này, nước đất vấn đề giải 6.5.1.2 Phần phụ lục Phần phụ lục báo cáo gồm đồ, mặt cắt, vẽ, bảng tính, biểu đồ minh chứng cho thuyết minh Tuy nhiên tùy theo loại hình, quy mơ, u cầu kỹ thuật giai đoạn cơng trình khảo sát mà u cầu cho phần phụ lục có khác Các phụ lục thường có báo cáo: - Bản đồ hay sơ đồ bố trí điểm thăm dị (khoan, đào, xun, SPT…) - Các hình trụ hố khoan đào (hình 6.33) - Mặt cắt địa kỹ thuật: mặt cắt dọc, ngang theo thứ tự lớp, số hiệu lớp, ký hiệu đất đá, nước đất, biểu đồ thí nghiệm xun,…(hình 6.34) - Các biểu đồ thí nghiệm bảng số liệu trường phòng 319 CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH Bảng tổng hợp tiêu lý đất đá thí nghiệm phịng (độ ẩm, góc ma sát trong, dung trọng, nén lún, sức chống cắt… ) Các bảng biểu khác liên quan đến kết khảo sát Kết phân tích nước đất - BORE HOLE LOG HÌNH TRỤ HỐ KHOAN PROJECT: ELEVATION OF GROUND WATER Công trình: AT THE DRILLING TIME LOCATION (Vị trí) : (Mực nước ngầm thời điểm khoan) BOREHOLE No (Hố khoan số): BH2 APPEARANCE (Xuất hiện): -3.0m TOTAL DEPTH OF HOLE (Độ sâu hố khoan): 14.0m DATE (Ngày đo): STATIC (Ổn định): -4.5m TOP ELEVATION OF HOLE (Cao độ miệng hố): +0.0 0.0 -0.4 0.4 2.9 3.3 -3.3 4.5 -4.5 1.2 2.0 6.5 8.8 2.3 -8.8 3.6 12.4 14 15 1 m 23 2.0 2.5m 25 m 27 5 m 29 m 11 10 10 m 13 11 12 m 12 13 1/100 -6.5 10 11 MẶT CẮT ĐỊA CHẤT -12.4 1.6 S.P.T Bề dày (m) THICKNESS (in m) Cao độ (m) Tên lớp 0.4 ELEVATION (in m) Độ sâu (M) DEPTH (in m) LAYER NAME 0 SOIL GRAPH Chuøy tiêu chuẩn COMPLETION (Hoàn thành): 21 - 11 - 2000 STARTING (Khởi công) : DATE (Ngày đo): SOIL DESCRIPTION SPT SPT DIAGRAM MÔ TẢ ĐẤT (N) Biểu đồ SPT 10 20 30 40 50 >60 Xà bần gạch, cát, ñaù 4 13 14 14 Sét pha cát màu xám vàng, xám trắng, trạng thái dẻo nhão - dẻo mềm Sỏi sạn laterite lẫn sét pha cát màu nâu đỏ, nâu vàng 28 trạng thái nửa cứng - cứng Sét pha cát lẫn sỏi sạn laterite màu xám trắng, nâu đỏ, trạng thái dẻo mềm Sét pha cát màu xám trắng đốm vàng nhạt, trạng thái dẻo mềm 11 13 12 15 13 13 m 9 Cát mịn lẫn bột màu vàng nhạt, trạng thái chặt vừa 15 28 15 25 Cát thô đến mịn lẫn bột màu vàng nhạt, trạng thái chặt vừa 18 25 18 đáy hố khoan 14.0m 16 17 18 19 Hình 6.33 - Hình trụ hố khoan 320 CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH MẶT CẮT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Đứng: 1/200 Ngang: 1/200 Tỷ lệ: Cao độ 0m -2m -4m 3.3m 4.5m -6m 6.5m -8m -10m -12m 4.3m 5.0m 7.0m 8.8m 9.0m 12.0m 12.4m -14m -16m -18m -20m 20m 20m -22m -24m Ký hiệu hố khoan Cao độ miệng hố Khoảng cách (m) 0.0m 0.0m 30m Hình 6.34 - Mặt cắt địa chất cơng trình 6.5.2 Các thơng số quan trọng phổ biến báo cáo khảo sát ĐCCT Tùy theo mục đích giai đoạn phân tích Địa kỹ thuật khác nhau, thông số địa chất thủy văn công trình báo cáo khảo sát ưu tiên sử dụng khác 6.5.2.1 Phân tích Địa kỹ thuật giải pháp móng Trên sở kết phân tích kết cấu khảo sát đất nền, tiến hành phân tích giải pháp móng, lựa chọn loại kích thước móng phù hợp, đề xuất giải pháp gia cố xử lý thi công móng Nội dung cơng tác phân tích địa kỹ thuật bao gồm: - Nêu khái quát đặc trưng kết cấu phân tích tải trọng hạng mục cơng trình - Lựa chọn mơ hình địa tầng thông số địa kỹ thuật đại diện cho tính tốn phân tích - Nêu ngun lý phương pháp phân tích tính tốn địa cho loại móng (móng nơng, cọc, mái dốc, đất đắp…) 321 CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH Phân tích, dự báo đề biện pháp đảm bảo an tồn cho q trình thi cơng cơng trình (ổn định hố đào sâu, hạ mực nước ngầm,…) - Đề xuất cho việc khảo sát giai đoạn (nếu cần) Tổng hợp tiến trình khảo sát địa chất phân tích địa kỹ thuật cho cơng trình tóm tắt theo bảng sau: - Bảng 6.12 -Sơ đồ thể tiến trình cơng tác khảo sát địa chất phân tích kỹ thuật cơng trình Giai đoạn khảo sát Điều tra ban đầu Khảo sát sơ Khảo sát chi tiết Có thể móng nơng móng sâu Ưu tiên móng sâu Khảo sát bổ sung Phương pháp tiến hành Phân tích Địa kỹ thuật - Nghiên cứu tài liệu địa hình, địa chất cơng trình, thủy văn cơng trình, cơng trình lân cận môi trường xung quanh - Thị sát trường, đo vẽ, nghiên cứu vết lộ - Địa vật lý - Khoan khảo sát, lấy mẫu nguyêndạng kết hợp thí nghiệm SPT - TN xuyên - Những vấn đề xảy liên quan đến móng? - Khẳng định sơ loại móng sử dụng: móng nơng hay móng cọc - Khoan khảo sát, lấy mẫu nguyên dạng kết hợp thí nghiệm SPT - Thí nghiệm phịng - Nén ngang - Xun tĩnh - Cắt cánh (đất yếu) - Lựa chọn kinh tế kỹ thuật móng nơng móng sâu: Nếu móng nơng: thiết kế móng nơng Hoặc Nếu móng sâu: - Khoan khảo sát, lấy mẫu nguyên dạng kết hợp thí nghiệm SPT - Nén ngang - Xuyên tĩnh - Khoan, lấy mẫu SPT - Thí nghiệm phịng - Thí nghiệm nén tĩnh cọc - Thí nghiệm PDA - Thí nghiệm siêu âm cọc - Thí nghiệm thấm - Công tác quan trắc lún, chuyển vị,… - Thiết kế móng sâu: chiều sâu tựa cọc, kích thước cọc, số lượng cọc,… - Kiến nghị cho việc bố trí xác hạng mục cơng trình - Phân khu địa chất - Định hướng giải pháp móng nơng hay móng sâu - Kiểm tra giải pháp móng thiết kế thức, dự phịng - Kiến nghị giải pháp thi công - Kiểm tra kết thi công Giai đoạn - Khảo sát sơ cơng trình quy mơ lớn, điều kiện địa chất phức tạp Hoặc: - Khảo sát chi tiết cơng trình nhỏ, điều kiện địa chất đơn giản Khảo sát chi tiết Nếu định hướng sử dụng: Móng nơng Hoặc Móng sâu Khảo sát bổ sung (nếu cần thiết) - Nghiên cứu đặc biệt cho móng cọc: ma sát âm, tải trọng ngang,… - Tiến hành thi cơng đại trà phần móng dự án 322 CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 6.5.2.2 Các thông số quan trọng phổ biến Các thông số quan trọng phục vụ cơng tác phân tích địa kỹ thuật xác định từ thí nghiệm phịng đến trường,phục vụ giai đoạn cụ thể: Giai đoạn sử dụng cơng trình: - Khả chịu tải đất đá: dung trọng tự nhiên , góc ma sát , lực dính C, xác lập phân bố đặc tính áp lực nước đất (phân tích yếu tố đẩy nước đất) - Biến dạng đất đá (độ lún, chuyển dịch ngang): mô đun biến dạng E, số nén Cc, hệ số nén lún tương đối mv, hệ số nở hông, hệ số áp lực hông , hệ số thấm K, hệ số cố kết Cv, áp lực nước lổ rỗng u - Độ ổn định, mức độ an toàn trượt ngang, lật đổ, trượt sâu, ăn mịn kết cấucủa móng: hệ số phong hóa Kph, mức độ hóa lỏng xảy động đất, áp lực thủy động chênh áp, thành phần lý hóa nước đất Giai đoạn thi cơng cơng trình: - Tính tốn hạ mực nước ngầm: hệ số thấm K - Kiểm tra ổn định chống giữ hố đào sâu, tính tốn ổn định thấm: thơng số tính tốn biến dạng nêu trên, hệ số thấm K, tỉ trọng hạt Gs, hệ số rỗng tự nhiên e0 - Đánh giá ảnh hưởng đến cơng trình lân cận: kết quan trắc lún, chuyển dịch ngang 6.6 BẢN ĐỒ ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 6.6.1 Bản đồ Địa chất cơng trình Bản đồ địa chất cơng trình vẽ thể thông tin yếu tố địa chất cơng trình quan trọng khu vực cần nghiên cứu Bản đồ địa chất cơng trình bao gồm: đồ, mặt cắt, ký hiệu mơ tả Bản đồ địa chất cơng trình phản ánh phân bố, điều kiện thành tạo, nằm thành phần thạch học, tính chất, tuổi nguồn gốc thành tạo đất đá, thông tin nước đất q trình địa chất cơng trình, địa chất tự nhiên Bản đồ địa chất cơng trình thường gồm dạng chính: - Bản đồ điều kiện địa chất cơng trình: bao gồm thơng tin điều kiện địa chất cơng trình khu vực Nó dùng để đánh giá khái quát điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng - Bản đồ phân vùng địa chất cơng trình: phản ánh phân chia lãnh thổ điều tra phần có điều kiện địa chất cơng trình khác - Bản đồ với chức riêng: thành lập để sử dụng cho dạng cơng trình xây dựng cụ thể bao gồm đánh giá điều kiện địa chất cơng trình 323 CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH lãnh thổ xây dựng dự báo tượng, q trình địa chất cơng trình Tuỳ theo u cầu độ xác mức độ chi tiết đồ mà phân dạng đồ có tỉ lệ khác nhau: - - - Bản đồ khái quát tỉ lệ nhỏ (1:500.000 nhỏ hơn): thể quy luật chung thành tạo phân bố điều kiện địa chất cơng trình lãnh thổ rộng lớn Bản đồ tỉ lệ trung bình (từ 1:200.000 đến 1:100.000): sở cho việc thiết kế điểm dân cư, xí nghiệp cơng nghiệp lớn, cơng trình thủy điện chúng sử dụng giai đoạn đầu công tác thiết kế để làm luận chứng thiết kế loại cơng trình khác nhau, chọn tuyến ống dẫn Bản đồ chi tiết tỷ lệ lớn (từ 1:10.000 chi tiết hơn): sử dụng để thiết kế cơng trình cụm cơng trình riêng biệt giai đoạn thiết kế kỹ thuật vẽ thi cơng Hình 6.35 - Bản đồ địa chất cơng trình khu xây dựng – Trầm tích sét-cát lẫn dăm; – Cát lẫn sỏi, cuội; – Cuội nhỏ lẫn sỏi, cát; – Các đường độ dày trầm tích 6.6.2 Mặt cắt địa chất cơng trình Mặt cắt địa chất cơng trình hình chiếu cấu trúc địa chất lên mặt phẳng thẳng đứng phần bổ sung quan trọng đồ địa chất cơng trình, làm 324 CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH sáng tỏ điều kiện địa chất cơng trình theo chiều sâu Là sở để bố trí vị trí móng độ sâu căm mũi cọc, vị trí cơng trình ngầm, … Mặt cắt địa chất cơng trình thành lập dựa theo đồ tài liệu hố khoan, hố đào Hình 6.36 - Mặt cắt địa chất cơng trình 6.6.3 Bản đồ địa chất thủy văn Có nhiều dạng đồ địa chất thủy văn Dạng phổ biến đồ địa chất thủy văn tổng hợp Bản đồ dựa sở đồ địa chất bao gồm toàn thông tin điều kiện phân bố, tàng trữ nước đất, tính chứa nước đất đá, hướng vận động tính chất hố học nước đất Để phục vụ cho mục đích cụ thể người ta thành lập đồ có tính chun môn riêng như: đồ độ sâu nằm nước đất, đồ thủy đẳng cao, thủy đẳng áp, đồ thủy hoá nước đất, đồ độ chứa nước đất đá Các loại đồ sở thành lập đồ địa chất thủy văn tổng hợp Ngoài ra, để phân chia lãnh thổ nghiên cứu khu vực có điều kiện địa chất thủy văn khác người ta thành lập đồ phân khu địa chất thủy văn Dựa vào đồ người ta tiến hành đánh giá khu vực lãnh thổ theo quan điểm địa chất thủy văn phục vụ cho mục đích khác 325 CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH Hình 6.37 - Các ký hiệu thành phần đất đá 326 CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH Hình 6.38 - Các ký hiệu tượng địa chất 327 CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH Hình 6.39- Mặt cắt địa chất thủy văn 328 CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH TĨM TẮT CHƯƠNG Khảo sát địa chất cơng trình nhằm làm rõ điều kiện địa chất cơng trình khu vực xây dựng Các điều kiện địa chất cơng trình bao gồm thơng tin tầng đất đá (phân bố, bề dày, đặc tính lý), nước đất (phân bố, đặt tính áp lực, đặc tính lý hóa, ăn mịn), tượng địa chất cơng trình khu vực (địa chấn, Karst, trượt, cát chảy,…) Khảo sát đất đá từ phương pháp đơn giản đến phức tạp: từ nghiên cứu tài liệu cũ sẳn có đến khảo sát thí nghiệm trường (SPT, CPT, nén ngang, cắt cánh, nén tĩnh nền,…), kết hợp thí nghiệm phịng cho mẫu đất (Thí nghiệm xác định tiêu lý, thí nghiệm thấm,…) Các phương pháp khảo sát thí nghiệm tiến hành theo tiêu chuẩn qui định quốc gia Kết khảo sát trình bày ngắn gọn báo cáo khảo sát địa chất công trình Báo cáo khảo sát địa chất cơng trình tài liệu cần thiết phục vụ thiết kế, thi cơng móng cơng trình CÂU HỎI & BÀI TẬP So sánh công tác khảo sát địa chất công trình địa chất thủy văn cơng trình? 6.2 Mục đích cơng tác khảo sát địa chất cơng trình (địa chất thủy văn cơng trình)? Nêu ví dụ dẫn chứng 6.3 Tại phải thực công tác khảo sát địa chất cơng trình (địa chất thủy văn cơng trình) theo nguyên lý: kế thừa, giai đoạn kết hợp 6.4 Khối lượng, nội dung công tác điều tra khảo sát địa chất cơng trình địa chất thủy văn cơng trình phụ thuộc vào yếu tố nào? Tại sao? 6.5 Số lượng mẫu thí nghiệm (đất đá nước đất) lấy khảo sát địa chất cơng trình địa chất thủy văn cơng trình cho cơng trình phụ thuộc vào yếu tố nào? Tại sao? 6.6 Nêu ưu nhược điểm phương pháp thăm dò địa vật lý 6.7 Hãy nêu lên ưu nhược điểm cơng tác thí nghiệm ngồi trường phịng thí nghiệm 6.8 So sánh mẫu nguyên dạng với mẫu phá hủy? Cho biết tiêu xác định từ loại mẫu 6.9 Đối sánh phương pháp khoan xuyên thăm dò? 6.10 Đối sánh phương pháp nén bàn nén hố đào ép thành hố khoan? 6.11 Nêu phương pháp trường để xác định hệ số thấm đất đá 6.12 Nêu điểm giai đoạn khảo sát cho xây dựng DD & CN 6.1 329 CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 6.13 Kết thí nghiệm nén tĩnh bàn nén trịn có diện tích 5000cm2 hố thí nghiệm đất sét pha cho kết sau: Độ lún tích Cấp tải trọng lũy trung bình Thời gian nén TT nén Ghi sau cấp ổn định t, phút Pi, MPa nén S,mm 0,050 0,82 180 0,075 1,15 210 0,100 1,35 210 0,125 2,60 240 0,150 5,22 240 0,175 7,84 240 Hãy vẽ biểu đồ thí nghiệm nén S = f(P) xác định module biến dạng đất thí nghiệm theo tiêu chuẩn hành 6.14 Kết thí nghiệm xuyên tĩnh địa điểm khảo sát khu vực cho kết sau: TT lóp đất qc, 105Pa 16 10 60 110 155 fs, 105Pa 0,225 0,405 0,412 0,6 0,66 0,775 Fr, % 2,5 2,7 4,12 1,0 0,6 0,5 Hãy xác định loại đất, trạng thái tính giá trị E0 lớp đất theo tiêu chuẩn hành 6.15 Thí nghiệm SPT cho kết sau: Loại đất Đất loại sét pha Đất cát hạt trung Lớp đất N30 20 35 55 Hãy xác định trạng thái, góc ma sát, độ bền nén nở hông, độ chặt tương đối, module biến dạng lớp đất thí nghiệm theo tiêu chuẩn hành 330 ... làm việc công trình xây dựng 1.2.3.2 Đá trầm tích Đây loại đất đá gây nhiều khó khăn xây dựng Nó trung tâm nghiên cứu mơn học vì: - Phân bố rộng rãi bề mặt (75%) nhiều cơng trình xây dựng loại... bồi tích, … Trong xây dựng, người ta sử dụng đất đá để làm nền, làm môi trường xây dựng, làm vật liệu xây dựng, nên phải nghiên cứu làm rõ thành phần vật chất đất đá, tính chất lý, thành phần... vật, tính chất) Hình 1.22– Minh họa trình tạo đá biến chất Tùy theo điều kiện thành tạo mà hình thành nên loại đá biến chất là: đá biến chất tiếp xúc (nhiệt), đá biến chất khu vực, đá biến chất động