CHƯƠNG 4 những đặc trưng kỹ thuật của đất đá

Chương NHỮNG ĐẶC TRƯNG KỸ THUẬT CỦA ĐẤT VÀ ĐÁ Nội dung: 4.1 Phân loại đất đá xây dựng công trình 4.2 Nguồn gốc hình thành đất 4.3 Các tính chất lý đất 4.4 Một số tính chất đặc thù đất 4.5 Các loại đất đặc biệt vấn đề cần lưu ý khảo sát, thiết kế 4.6 Tính chất lý mẫu đá khối đá 4.7 Các hệ thống kẽ nứt đá ảnh hưởng chúng 4.8 Các vấn đề cần lưu ý khảo sát, đánh giá đá ⁄ 4.1 PHÂN LOẠI ĐẤT ĐÁ TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH Mục đích phân loại: • Để phân chia toàn đất đá vỏ Quả đất thành nhóm theo dấu hiệu nguồn gốc, thạch học tính chất, từ lập đồ, mặt cắt địa chất công trình đánh giá đất đá mặt địa chất công trình • Để xác định thành phần, khối lượng, phương pháp phương hướng nghiên cứu đất đá mặt địa chất công trình • Để lựa chọn phương pháp cải tạo tính chất đất đá Cơ sở phân loại § Dựa vào thành phần đất đá • Thành phần hạt • Thành phần khoáng vật § Dựa vào tính chất vật lý – học § Dựa vào tính chất nước Các cách phân loại a Phân loại tổng quát - Dựa vào tổ hợp nhiều thông tin - Sử dụng cho nhiều lĩnh vực - Phân loại chi tiết b Phân loại chuyên môn - Dựa vào tiêu đất đá - Chỉ dùng cho mục đích chuyên môn hẹp Phân loại tổng quát Xavarenxki Đá: Loại vật liệu cấu tạo nên vỏ đất hạt khoáng vật liên kết với liên kết cứng (ion, hoá trị, xi măng) - Đá cứng - Đá nửa cứng Đất: loại vật liệu rời hạt có liên kết keo nước - Đất mềm dính - Đất rời xốp Đất đá có thành phần, tính chất đặc biệt - Đất yếu (bùn, than bùn, đất chảy ) - Đá có tính hoà tan Các phân loại chuyên môn Phân loại đất theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD: 45-78 - Đất hạt thô: cuội, sỏi, cát theo kích thước nhóm hạt chiếm ưu - Đất hạt mịn: sét, sét pha, cát pha theo số dẻo Phân loại đất theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD 5747:1993 Các phân loại không thành tiêu chuẩn riêng - Theo ổn định đất đá mái dốc - Theo khả chịu tải - Theo khả khai thác - Theo độ kiên cố, chống lại lực phá hoại - Theo mức độ ngấm nước Phân loại đất theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD: 45-78 Nhóm đất rời Tên đất Tiêu chuẩn phân loại Dăm, cuội Sỏi, sạn Trọng lượng hạt có d>10mm 50% Trọng lượng hạt có d>2mm 50% Cát sỏi Cát thô Cát vừa Cát nhỏ Cát bụi Trọng lượng hạt có d>2mm 25% Trọng lượng hạt có d>0,5mm 50% Trọng lượng hạt có d>0,25mm 50% Trọng lượng hạt có d>0,1mm 75% Trọng lượng hạt có d>0,1mm 75% Để xác định tên đất cần cộng dồn số phần trăm lượng chứa hạt Nhóm đất dính Tên đất Chỉ số dẻo Hàm lượng hạt sét, % Đất sét Đất sét pha Đất cát pha A > 17 17 ≥ A > 7 ≥A>1 >30 30 ÷ 10 10 ÷ Khi tương thích số dẻo hàm lượng hạt sét tên đất xác định theo số dẻo Kẽ nứt phong hoá l Hình thành phong hoá vật lý tạo nên, đặc trưng cho vùng khí hậu lục địa, sa mạc l Kẽ nứt không liên tục, không tạo thành hệ thống rõ ràng l Mở rộng phần gần mặt đất xuống sâu khép lại Kẽ nứt giảm tải l Được hình thành đá trình giảm tải (giảm áp lực đè lên) khác xói mòn bề mặt, đào bới bốc xúc l Kẽ nứt phát triển theo bề mặt giảm tải l Thường phát triển bề mặt giảm tải bề mặt hầm lò đào Pressure release could have caused the exfoliated granite sheets shown in the picture Kẽ nứt sụt trượt l Được hình thành trước trình sụt trượt l Phát triển theo hướng mặt trượt l Quy mô không lớn không tạo thành hệ thống kẽ nứt Kẽ nứt nhân sinh l Do người nổ mìn đá tạo nên l Đặc điểm thường dạng chân chim, quy mô không lớn Ảnh hưởng kẽ nứt đến tính chất khối đá l Kẽ nứt khuyết tật đá, làm ảnh hưởng đến tính chất xây dựng khối đá: ¡ Làm giảm cường độ, độ ổn định ¡ Làm tăng độ biến dạng, độ lún công trình ¡ Làm tăng tính thấm nước đá l Trong nhiều trường hợp hệ thống kẽ nứt định tính chất xây dựng khối đá, vậy, thiết kế cần vào tính chất khối đá tính chất mẫu đá Các tiêu đánh giá mức độ nứt nẽ đá l RQD – Rock Quality Designation l Mô đun nứt nẽ - số lượng kẽ nứt mét dài đo theo phương vuông góc với kẽ nứt l Hệ số khe nứt Kkn - tổng diện tích khe nứt đơn vị diện tích nghiên cứu l Chỉ số khối đá l Mức độ lấp nhét, vật chất lấp nhét Yêu cầu học l hệ thống kẽ nứt khối đá, đặc điểm, quy mô loại l Đánh giá ảnh hưởng đến ổn định công trình ⁄ 4.8 CÁC VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý KHI KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ NỀN ĐÁ Nội dung Vấn đề ổn định mái đá Vấn đề ổn định thấm Vấn đề chất lượng đá sử dụng làm VLXD l Đá sử dụng xây dựng công trình thuỷ lợi, thuỷ điện gồm: ¡ Làm xây dựng đập, nhà máy thuỷ điện ¡ Làm môi trường xây dựng đường hầm, nhà máy thuỷ điện ngầm ¡ Làm vật liệu đắp đập l Các vấn đề cần ý đánh giá: ¡ Ổn định mái hố móng, mái vai đập, mái mỏ đá khai thác; ổn định ổn định lâu dài ¡ Ổn định thấm qua đập, vai đập, bờ hồ ¡ Chất lượng đá sử dụng làm vật liệu xây dựng Vấn đề ổn định mái đá l Khi phân tích ổn định mái đá cần ý không bảo đảm ổn định mà ổn định đến hết tuổi thọ công trình, nghĩa tính toán ổn định phải tính đến tốc độ phong hoá (tốc độ suy giảm tính chất theo thời gian) l Phải kiểm tra ổn định theo mặt đới yếu, ý có mặt đứt gãy hệ thống kẽ nứt làm ổn định mái, phong hoá nước thấm dọc theo kẽ nứt, đứt gãy l Chú ý khả phát triển hệ thống kẽ nứt phong hoá, dỡ tải, nằm tầng đá công trình Cần phân biệt mái tạm vĩnh cữu, giải pháp bảo vệ Vấn đề ổn định thấm l Thấm qua đá, qua vai đập xuống hạ lưu, qua bờ mỏng sang lũng sông bên cạnh dọc theo: ¡ Các đứt gãy kiến tạo ¡ Các kẽ nứt mặt lớp (TSơn), ¡ Các kẽ nứt có ngót (Bkuốp) ¡ Các lòng sông cổ, tầng sườn tích ¡ Các hang động karst l Vì cần phải dự đoán để có giải pháp xử lý phòng ngừa từ đầu Vấn đề chất lượng đá sử dụng làm VLXD l Chất lượng đá phụ thuộc loại đá mức độ phong hoá l Không sử dụng đá có tính hoà tan làm vật liệu đắp l Đá trầm tích thường xen kẹp nên thành phần không nhất, cần ý khai thác Phải lựa chọn loại bỏ đá xấu mỏ Khi khảo sát phải kỹ hơn, thí nghiệm mẫu nhiều hơn, khoanh vùng mỏ khai thác tiết l Cần ý số loại đá trầm tích keo kết thấp đá biến chất hoá mềm ngậm nước Một số yêu cầu học l Phải nắm vấn đề đánh giá ổn định mái đá (hiện lâu dài) lưu ý nằm, có mặt đứt gãy kẽ nứt, trường hợp mái tạm vĩnh cửu tính ổn định mái đá l Biết nguyên nhân gây nước hồ chứa để tính toán dự đoán trước có giải pháp xử lý hợp lý l Hiểu nhớ đặc điểm mỏ đá trầm tích để lưu ý thiết kế khai thác [...]... 7 ,4 % nhóm hạt 10,2 12,1 21 ,4 44, 3 8,3 3,7 % tích luỹ 10,2 22,3 43 ,7 88,0 96,3 100 Biểu đồ cấp phối hạt của đất Ý nghĩa của việc xác định thành phần hạt của đất l l l l Dùng để xác định tên lớp đất (xem bài phân loại đất) Tra bảng xác định sức chịu tải của nền đất Đánh giá tính thấm của đất, thiết kế tầng lọc ngược Đánh giá đất khi sử dụng làm nền và làm vật liệu xây dựng 2 Tính chất vật lý của đất. .. loại đất dính theo biểu đồ dẻo Biểu đồ dẻo Ip=0,73(Wch-20) Chỉ số dẻo p I 60 50 40 Đất sét 30 Đất bụi 20 10 CL-ML 0 0 20 40 60 Giới hạn chảy Wch 80 100 Yêu cầu cần đạt được - Mục đích và cơ sở phân loại đất đá trong lĩnh vực xây dựng công trình - Phân loại đất đá tổng quát của Xavarenxki - Phân loại đất nền theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD 45 -78 ⁄ 4. 2 NGUỒN GỐC HÌNH THÀNH ĐẤT Nội dung: 1 Đất tàn tích 2 Đất. .. thành phần đất trầm tích thì phụ thuộc quá trình tuyển lựa ⁄ 4. 3 CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT Nội dung: 1 Thành phần hạt của đất 2 Tính chất vật lý của đất 3 Tính chất cơ học của đất 1 Thành phần hạt của đất: § Thành phần hạt – là hàm lượng các nhóm hạt trong đất Người ta chia làm các nhóm: Nhóm hạt Đường kính, mm Nhóm hạt Đường kính, mm đá tảng dăm, cuội sạn, sỏi >200 200÷20 20÷2 cát thô cát vừa cát... tích 3 Đất sườn tích, sườn tàn tích 1 Đất tàn tích § Được hình thành do quá trình phong hoá đá, vì vậy phụ thuộc chặt chẽ vào loại và thành phần đá gốc ban đầu - Đất phong hoá từ đá magma thành phần và tính chất khá thuần nhất - Đất phong hoá từ đá trầm tích vụn keo kết xen kẹp thì rất không đồng nhất - Đất phong hoá từ đá biến chất thì có thể đồng nhất hoặc không, phụ thuộc thành phần của đá gốc Phong... kiểu hình thành đất, đặc điểm địa chất công trình (thành phần, tính chất, chiều dày, mức độ đồng nhất ) của mỗi loại đất - Giải thích được mối liên quan giữa các đặc điểm đó với các kiểu hình thành đất, ví dụ, vì sao đất phong hoá từ đá magma thì đồng nhất nhưng từ đá trầm tích keo kết thì thành phần không đồng nhất, hiểu được thành phần đất tàn tích thì phụ thuộc đá gốc còn thành phần đất trầm tích... cả theo không gian và theo chiều sâu § Một số loại đất phong hoá thường có tính chất đặc biệt (lún sập, trương nở) Chú ý: Khi khảo sát, đánh giá cần hiểu biết bản chất của đất, các đặc điểm và quy luật biến đổi tính chất của đất, đặc biệt khi khảo sát đất làm vật liệu xây dựng, để bố trí hố khoan, lấy mẫu hợp lý 2 Đất trầm tích - Được hình thành do trầm đọng vật liệu trong các sông, biển - Có tính...Phân loại đất nền theo tiêu chuẩn xây dựng TCVN: 5 747 :1993 Nhóm 1 - Đất cuội sỏi-hơn 50% lượng hạt thô có kích thước lớn hơn 2mm Định nghĩa Điều kiện Cu=D60/D10 >4 Trọng lượng 2 hạt d ... 4. 1 Phân loại đất đá xây dựng công trình 4. 2 Nguồn gốc hình thành đất 4. 3 Các tính chất lý đất 4. 4 Một số tính chất đặc thù đất 4. 5 Các loại đất đặc biệt vấn đề cần lưu ý khảo sát, thiết kế 4. 6... đá khối đá 4. 7 Các hệ thống kẽ nứt đá ảnh hưởng chúng 4. 8 Các vấn đề cần lưu ý khảo sát, đánh giá đá ⁄ 4. 1 PHÂN LOẠI ĐẤT ĐÁ TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH Mục đích phân loại: • Để phân chia toàn đất. .. - Đá cứng - Đá nửa cứng Đất: loại vật liệu rời hạt có liên kết keo nước - Đất mềm dính - Đất rời xốp Đất đá có thành phần, tính chất đặc biệt - Đất yếu (bùn, than bùn, đất chảy ) - Đá có tính