Báo cáo thực tập địa chất công trình

BÁO CÁO THỰC TẬP ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH PHẦN I: BẢN THUYẾT MINH I/- MỞ ĐẦU: • Ý nghĩa, mục đích đợt thực tập Cơng tác khảo sát địa chất cơng trình nhằm mục đích giúp cho sinh viên: - Nắm giai đoạn thực trình tự cơng đoạn cơng tác khoan thăm dị thiết bị khoan máy Hiểu cấu tạo tầng đất, đá Quan sát đươc màu sắc, cấu tạo, trang thái mẫu đất, đá, mẫu nươc phương pháp thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT Vẽ hình trụ hố khoan mặt cắt địa chất khu vực khảo sát • Sự cần thiết khảo sát địa chất cơng trình xây dựng Khảo sát địa chất cơng trình có ý nghĩa quan trọng xây dựng cơng trình, nơi có điều kiện địa chất phức tạp, nhiều chủ đầu tư xem thường, từ gây hậu nghiêm trọng Bất trường hợp khảo sát địa chất cơng trình có nhiệm vụ sau: - - Xác minh điều kiện địa chất vùng xây dựng dể làm sở lập đề án quy hoạch, để thiết kế công trình, để chọn phương án thi cơng biện pháp thi công chọn chế độ khai thác cơng trình Dự đốn tượng địa chất xảy thi công sử dụng Đề xuất biện pháp xử lý điều kiện địa chất cơng trình khơng có lợi Thăm dị đề xuất biện pháp xử lý vật liệu xây dựng thiên nhiên • Yêu cầu, kiến thức cần thiết đợt thực tập - Nghiêm túc, thực khoan trình tự, kỹ thuật Dụng cụ khoan chuẩn bị đầy đủ, ý quan sát kỹ tiến hành khoan Biết cách thức lấy bảo quản mẫu đất, ghi chép đầy đủ số liệu - Sau khoan cần phải tiến hành lấp hố khoan, phải đảm bảo an toàn khoan ♦ Cơng tác thăm dị địa chất: Hiện cơng tác thăm dò địa chất người ta sử dụng tiến khoa học, phương tiện kĩ thuật kết hợp với kiến thức kiến thức tích lũy để nghiên cứu điều kiện địa chất cơng trình Có nhiều phương pháp khảo sát kết hợp ứng dụng nhằm tăng cường mức độ xác định, giảm thiểu thời gian, phổ biến hình thức sau: Phương pháp đo vẽ đồ Khoan,đào thăm dò Phương pháp thăm dị địa vật lí Phương pháp xun thăm dị Hiện phương pháp Khoan thăm dị chiếm vai trị quan trọng cơng tác khảo sát địa chất cơng trình PHƯƠNG PHÁP KHOAN THĂM DỊ Cơng tác khoan thăm dị dùng để tạo vết lộ địa chất ♦ Ưu điểm: giúp cho việc tìm hiểu tầng đất đá sâu, cung cấp tài liệu chắn triệt để ♦ Nhược điểm: phương pháp thường tốn nhiều thời gian ♦ Mục đích cơng tác thăm dị: -Nghiên cứu cấu tạo tầng đất, đá; lấy mẫu đất đá mẫu nước -Quan sát mực nước ngầm Hố khoan khác hố đào, có đường kính nhỏ độ sâu tương đối lớn, chỗ bắt đầu gọi miệng hố khoan, đáy hố khoan,mặt quanh vách hố khoan, đường giả định qua trục tâm hố gọi trục hố khoan Đường kính, độ sâu, phương hướng hố khoan u cầu cơng trình, điều kiện địa chất nơi thăm dò mà định Đường kính hố khoan thường từ 75 đến 250 mm Độ sâu hố khoan công tác khảo sát địa chất cơng trình thường từ 10m đến 50m hàng trăm mét tùy loại cơng trình Kết cuối cơng tác khhoan thăm dị vẽ hình trụ hố khoan Dựa vào hình trụ hố khoan ta vẽ mặt cắt địa chất tùy theo yêu cầu Dựa vào kết thí nghiệm mẫu đất đá ta có tài liệu để thiết kế nền, móng cơng trình ♦ Các thiết bị khoan khảo sát địa chất cơng trình: Hiện thường dùng khoan máy (khoan xoay, khoan đập, khoan đập kết hợp xoay), phổ biến loại máy khoan Liên Xô cũ ƷИϕ,УГЬ, củaИϕ,УГЬ, củaϕ,УГЬ, Trung Quốc XJ- 100, XI- 100… máy khoan đập Mĩ Acker, loại tự chế tạo nước Để tránh sụp đổ thành hố khoan người ta sử dụng thành chống vách kết hợp với dung dịch bentonite Ống chống ống kim loại có đường kính lớn đường kính hố khoan, lắp đặt đến độ sâu 2-4 m để giữ cho miệng hố khoan không bị sụp lở định hướng hố khoan Dung dịch bentonite nước có tác dụng rửa vụn đất đá lưỡi khoan phá vỡ mang chúng lên khỏi hố khoan máy bơm tuần hoàn Trong điều kiện vận chuyển khó khăn gặp tầng đất yếu bùn, cát rời sử dụng khoan tay- ròng rọc vận hành tay Phương pháp đơi thuận tiện điều kiện địa hình đồi núi nơi chưa có đường giao thơng Ở khu vực có đá cứng nửa cứng , thường sử dụng phương pháp khoan xoay rửa nước Các mẫu đá lấy có hình lăng trụ từ lưỡi khoan dùng cho thí nghiệm xác định đặc trưng lí phịng thí nghiệm Đối với trầm tích mềm rời, thường sử dụng phương pháp khoan đập kết hợp với thổi rửa Ở đất đá lấy lên ống chụp cách thổi rửa vỡ vụn chúng dung dịch bentonite lên mặt đất Công tác khoan đào cho ta liệu tính chất đất đá cấu tạo địa chất khu vực Mẫu đất nguyên dạng lấy mẫu hình lăng trụ, có đường kính 90- 110cm, chiều cao 20-50cm Mẫu đất lấy lên phải bọc sáp cẩn thận trước chuyển phịng thí nghiệm Trên mẫu có nhãn mẫu ghi: tên cơng trình, hố khoan, số hiệu mẫu, độ sâu lấy mẫu, ngày lấy mẫu, mô tả sơ mẫu đất Mẫu nước ngầm lấy từ hố khoan để kiểm tra tính ăn mịn Mơ tả đất đá nguyên dạng lấy lên từ hố khoan trước hết tên đất đá, màu sắc, kiến trúc, kích thước hạt thành phần khoáng vật, cuối số liệu học cường độ độ kiên cố(độ bền) Bằng cách theo dõi tình hình làm việc mũi khoan tốc độ khoan kết hợp với việc xem xét dung dịch dự đốn tình hình địa chất tính chất đất đá sâu Khi tốc độ khoan thay đổi vào màu hay thành phần dung dịch thổi lên từ đáy hố khoan biết ranh giới lớp đất đá Khi có thay đổi địa tầng thiết phải tiến hành lấy mẫu để nghiên cứu quan sát Ranh giới lớp đất đá, thành phần đặc điểm chúng phải ghi nhận trường thông qua nhật kí hố khoan Ngồi ra, nhật kí hố khoan ghi nhận độ sâu mực nước ngầm Hố khoan vị trí mặt đất có cao độ mặt đất,trong trường hợp khơng xác định được, ghi nhận cao độ giả định 0,0m Mực nước ngầm ổn định xác định thổi rửa nước hố khoan để ổn định , mẫu nước sau thổi rửa làm hố khoan lấy xác định thành phần hóa học khả ăn mịn vật liệu xây dựng ♦Kết luận: Công tác khảo sát địa chất cơng trình khơng thể thiếu cơng trình quan trọng Vì thế, sinh viên ngành xây dựng, cầu đường, cảng thủy lợi phải thực tập địa chất trường GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KHOAN A Khoan tay 1.Thiết bị khoan  Giàn khoan: gồm ba chân thép cao khoảng đến m, dùng để giữ ròng rọc,dây cáp tời để nâng, hạ dụng cụ  Tời: lắp vào chân giàn khoan  Ròng rọc dây cáp:  Ròng rọc đơn  Dây cáp đến 12 m  Đầu kéo: dùng để nối cần khoan với móc câu  Móc nâng: dùng để buộc đầu dây cáp, câu dùng cụ, gồm có: móc câu móc nâng vịng( quang kéo) Các dụng cụ khác: gồm ♦Lưỡi khoan: tùy theo loại đất mà sử dụng lưỡi khoan thích hợp  Lưỡi khoan ruột gà dùng để khoan xoay lớp đá dính: đất sét  Lưỡi khoan thìa dùng để khoan quay tầng cát pha sét hay cát không rời rạc  Lưỡi khoan ống hút dùng để khoan vào tầng rời rạc chứa nước, cát chảy, cuội sỏi v.v…  Lưỡi khoan đục: dùng để phá vỡ loại đá rắn, hình dạng lưỡi khoan hình chữ nhật, hình chữ I,chữ thập hay chóp nhọn ♦Cần khoan:dùng để nối vào lưỡi khoan, tăng chiều dài truyền sức nặng xuống lưỡi khoan để xuống sâu đất Cần khoan ống thép rỗng( đặc) Hai đầu có ren dể nối vào nối váo tháo lắp ♦Các dụng cụ để tháo lắp nâng hạ lưỡi khoan, cần khoan Gồm có: kềm cá, kẹp quay cần,cán ô, kềm lề, mỏ lết ♦Dụng cụ bảo vệ vách hố khoan: ống chống Để củng cố vách hố khoan cho thật vững chắc, người ta dùng ống chống phụ tùng theo như: đế chống ống,đầu nối chuyển tiếp, đầu đánh búa, vòng kẹp 2.Phương pháp khoan tay: *Công tác chuẩn bị: Trước khoan phải làm tốt công tác chuẩn bị, gồm điểm sau đây: Nắm vững yêu cầu vị trí, độ sâu lỗ khoan.Yêu cầu tài liệu cần thu thập lỗ khoan Do cần chuẩn bị việc sau đây: - Đo vẽ sơ đồ vị trí hố khoan - Ghi chép *Trình tự tiến hành khoan Sửa soạn vị trí dựng giàn khoan đặt tời lắp giàn khoan *Cách lấy mẫu bảo quản mẫu đất - Mẫu đất thường: Mỗi lần lấy mẫu khoan lên, phải ghi rõ độ sâu lấy mẫu, nghiên cứu số đất đó, ghi chép mơ tả mẫu đất: tên đất, màu sắc, thành phần, kiến trúc, cấu tạo, trạng thái Lấy đất lưu trữ Thường sâu 0.5m lấy mẫu đất thế( có m) Nếu bề dày lớp đất không đủ 0.5m lấy mẫu cuối lớp - Mẫu đất nguyên dạng: Khi lấy mẫu bảo quản mẫu phải thật cẩn trọng Ta phải dùng dụng cụ riêng, đảm bảo cho mẫu giữ trạng thái, kết cấu độ ẩm hoàn toàn đất, đá trạng thái thiên nhiên, để sau tiến hành thí nghiệm nghiên cứu tính chất lí đất, đá Mẫu ngun dạng phải đưa phịng thí nghiệm sớm tốt để làm thí nghiệm tìm tiêu lí đất *Cơng tác ghi chép hố khoan: Để nắm tình hình teong hố khoan, vấn đề theo dõi, ghi chhép quan trọng phải ghi rõ ràng, đầy đủ, phản ánh tình hình địa chất nơi hố khoan *Cơng tác lấp hố khoan: Sau khoan xong thu thập tài liệu đầy đủ,phải lấp hố khoan cẩn thận Nếu lấp qua loa đất bị phá hoại, độ rỗng tăng lên gây tai nạn thi công Đối với hố khoan cần tiếp tục theo dõiquan trắc rào cẩn thận.Đối với hố khoan khơng cịn dùng phải lấp lại ngay( thường dùng cát để lấp) sau thiết bị chuyển *Vấn đề an tồn lao động: Trong cơng tác khoan thăm dò thiếu ý thức bảo hộ lao động, dễ xảy tai nạn Do khoan, người cần tuân thủ theo nội qui an tồn lao động B.Khoan khảo sát cơng trình thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT Mục đích thí nghiệm xun tiêu chuẩn SPT: *Khoan địa chất cơng trình khơng nguồn cung cấp mẫu cho thí nghiệm phịng mà cịn nơi nơi để tiến hành thí nghiệm trường cắt cánh, nén hông, nén tĩnh, thí nghiệm thấm hay sử dụng xuyên tiêu chuẩn( SPT) *Cơ sở phương pháp xuyên xác định phản lực mũi đất mũi xuyên xâm nhập vào đất.Tùy thuộc vào chùy cắm sâu vào đất, nhờ tải trọng động hay tải trọng tĩnh mà gọi xuyên động hay xuyên tĩnh Phổ biến xuyên tiêu chuẩn SPT, thường kết hợp khoan khảo sát địa chất công trình *Xun tiêu chuẩn phương pháp thí nghiệm trường phổ biến công tác khảo sát nước ta Ưu điểm thí nghiệm SPT thiết bị đơn giản, thao tác ghi chép diễn giải kết dễ dàng, dùng cho nhiều đất độ sâu khảo sát lớn *Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT sử dụng khảo sát đất thông thường ứng dụng để đánh giá đá phong hóa mềm yếu trường Thiết bị thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT: Bộ xuyên mẫu ống chẻ đơi đường kính ngồi 51mm(2”), đường kính 35mm(1”3/8) Mũi xun có miệng ống vạt béntừ ngồi vào theo góc mũi mũi xun giả định 60̊ có đường kính ống đường kính ống chẻ đơi Nó ấn vào đất tạ búa hình trụ có lỗ định tâm, tạ nặng 63.5 kg trượt theo cần khoan với chiều cao rơi tự 760mm Búa hình trụ Bằng việc đếm cú đập để đưa ống mẫu cắm vào đất, người ta xác định sức kháng xuyên từ độ bền đất nguyên dạng Trong thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn, ống mẫu xuyên qua ba dạng liên tục dài 150mm đoạn Bỏ qua số lần cú đập 150mm dầu ống mẫu thường qua vụn đất yếu từ rơi xuống Số đọc đoạn 150mm lại cộng thành số dọc cú đập 300mm, gọi số N SPT Ví dụ: cát rời có N = -10, cát chặt có N >50 bảng sau thể tiêu tiêu học với trị số N Tương quan trị số N trạng thái đất Đất dính Đất hạt rời Trị số N Sức chịu nén đơn (kg/ cm2) Trạng thái Trị số N Độ chặt 4.00 Cứng Kết xuyên tiêu chuẩn cho phép đánh giá sơ trạng thái đất trường trị số N sử dụng để tính tốn thiết kế móng độ sâu lớn nên tính tốn thêm sai số Rõ ràng sai sót chủ quan người làm thí nghiệm gâyv ảnh hưởng đến kết thí nghiệm nhiên điều kiện thhông thường tiến hành thí nghiệm thật cẩn thận phương pháp SPT cho thông tin cần thiết như: độ chặt cát, trạng thái đất dính Kết khoan khảo sát thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn cho phép thiết lập hình trụ hố khoan nhật kí hố khoan ghi nhận trường Các lớp đất đánh số thứ tự từ xuống Để vẽ mặt cắt địa chất cơng trình, thơng thường, ta phải cần xây dựng tối thiểu ba hình trục hố khoan khơng thẳng hàng Từ hình trụ hố khoan, xây dựng mặt cắt địa chất cơng trình Trên mặt địa chất cơng trình biểu diễn giá trị tiêu lí lớp đất Trong trường hợp cơng trình tuyến, mặt cắt xây dựng từ nhiều hố khoan dọc theo tuyến, để thuận lớp đất vị trí hố khoan II/- CƠNG TÁC THỰC TẬP: - Địa điểm thời gian: ký túc xá B, ĐH Sư Phạm Kỷ Thuật TP HCM, thoi gian: 8h40–9h40 Vị trí hố khoan: hố khoan phía bên phải ký túc xá cách tường 6m lệch 100 Số lượng hố khoan: Chiều sâu hố khoan: Hố khoan Hố khoan - Số mẫu nguyên dạng: Hố khoan Hố khoan - 21m 19m Số mẫu nguyên dạng 10 Chiều dài mẫu tổng chiều dài mẫu: Chiều dài mẫu (m) Tổng chiều dài (m) - Hố khoan 0.5 4.5 Số mẫu SPT: Hố khoan Hố khoan - Hố khoan 0.5 Số mẫu SPT 10 Chiều dài đóng SPT tổng chiều dài: Chiều dài đóng SPT (m) Tổng chiều dài (m) Hố khoan 0.45 4.5 III/- CẤU TẠO ĐỊA CHẤT KHU VỰC THỰC TẬP: Hố khoan 0.45 4.05 Mô tả cấu tạo địa chất HK1:  0.8m: đất thổ nhưỡng, đất đắp  0.8m-11m: a cát màu nâu đỏ, cát hạt trung đến thơ, hàm lượng sét từ 20-25%, kết dính tốt  11m-13.2m: a sét nâu đỏ có lẫn sạn sỏi leterit nâu, kích thước sạn 1-4mm  13.2m-15.4m: a sét xám vàng, xám trắng, lẫn sạn sỏi laterit thạch anh, kích thước sạn 2-5mm  15.4m-17.1m: a cát xám vàng,xám xanh,xám trắng, lẫn sạn sỏi thạch anh, kích thước sạn 2-6mm  17.1m-21m: cát thô xám vàng, lẫn thạch anh, kích thước sạn 3-7mm Mơ tả cấu tạo HK2:  0.3m: đất thổ nhưỡng, đất đắp  0.3m-11.5m: a cát màu nâu đỏ, cát hạt trung đến thô, hàm lượng sét từ 20-30%, kết dính tốt  11.5m-13.4m: a sét nâu có lẫn sạn sỏi laterit nâu, kích thước 2-5mm  13.4m-14.9m: a sét xám vàng, xám xanh , xám trắng, lẫn sạn sỏi laterit sạn thạch anh, kích thước sạn 2-4mm  14.9m-16.8m: a cát xám vàng, xám xanh, xám trắng, lẫn sạn sỏi thạch anh, kích thước sạn 2-5mm  16.8m-19m: cát thơ xám,lẫn sạn thạch anh, kích thước sạn 4-5mm IV/- ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN: - HK1: mực nước ngầm 2m HK2: mực nước ngầm 2.4m V/- ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH: - Dựa vào bảng tương quan trị số N trạng thái đất khảo sát hố khoan, ta có kết sau: HỐ KHOAN 1: Số thứ tự Trị số lớp đất N Đất dính X Đất hạt Sức chịu nén rời đơn(kg/cm2) 1.00 – 2.00 Trạng thái Rắn 17 X 2.00 - 4.00 Rất rắn 20 X 2.00 - 4.00 Rất rắn 29 X 2.00 - 4.00 Rất rắn 31 X > 4.00 Cứng X 1.00 – 2.00 Rắn 7 X 0.50 – 1.00 Rắn vừa 42 X > 4.00 Cứng 10 X 1.00 – 2.00 Rắn 10 16 X Chặt vừa HỐ KHOAN 2: Trị số lớp đất N 13 X 1.00 – 2.00 Rắn 16 X 2.00 - 4.00 Rất rắn 19 X 2.00 - 4.00 Rất rắn 28 X 2.00 - 4.00 Rất rắn 33 X > 4.00 Cứng 12 X 1.00 – 2.00 Rắn X 0.50 – 1.00 Rắn vừa 44 X > 4.00 Cứng 11 VI/- KẾT LUẬN: Đất dính Đất hạt Sức chịu Số thứ tự rời X nén đơn(kg/ Trạng thái cm2) Chặt vừa - Kết luận địa chất khu vực khảo sát: Qua trình khảo sát địa chất buổi thực tập ta kết luận vùng khảo sát xây dựng nhà đất cứng rắn, kết dính tốt, chịu nén tốt - Nhận xét: Q trình thực tập ngồi trường thực cách nghiêm túc, trình tự, kỹ thuật Các trình: chuẩn bị, trình tự tiến hành khoan, cách thức lấy bảo quản mẫu đất, cơng tác ghi chép số liệu an tồn lao động thực yêu cầu trình thực tập Kiến thức, kinh nghiệm thu thập được: Qua trình thực tập biết tầm quan trọng việc khảo sát địa chất cơng trình xây dựng, hiểu quy trình khoan, lấy bảo quản đất, an tồn lao động,… qua đúc kết kinh nghiệm công tác khảo sát địa chất cơng trình Kiến nghị, đóng góp ý kiến: Sau thực tập em đề nghị cần tổ chức nhiều buổi thực tập trời nhằm nâng cao kiến thức cho sinh viên sau này, thực tập cần nghiêm túc, thực quy trình để buổi thực tập tiến hành nhanh chóng có hiệu tốt Chúng em chân thành cảm ơn trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM, giảng viên môn: Hà Công Khanh công nhân tiến hành khoan giúp chúng em đợt thực tập - - - CÁC LOẠI MÁY KHOAN: CÁC LOẠI DỤNG KHOAN: Các loại mũi khoan kim cương PHẦN 3: MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG ĐỢT THỰC TẬP