Bài giảng Địa chất công trình - Chương 6: Khảo sát địa chất công trình

Bài giảng Địa chất công trình - Chương 6: Khảo sát địa chất công trình cung cấp cho người học những kiến thức như: Mục đích, nhiệm vụ, nội dung khảo sát địa chất công trình; Các giai đoạn khảo sát; Các phương pháp khảo sát; Hồ sơ khảo sát. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chương 6

KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

Nội dung

Mục đích, nhiệm vụ, nội dung khảo sát ĐCCT

1

Các giai đoạn khảo sát

2 3

4 Hồ sơ khảo sát

5

Các phương pháp khảo sát

KHẢO SÁT ĐCCT

1 Mục đích khảo sát ĐCCT:

• Mục đích chung: Khảo sát địa chất công trình là thu thập thông tin về các điều kiện địa chất công trình của khu vực xây dựng phục vụ cho thiết kế xây dựng công trình để bảo đảm công trình xây dựng an toàn và kinh tế

• Mục đích cụ thể của từng giai đoạn khảo sát phụ thuộc yêu cầu nhiệm vụ của từng giai đoạn thiết kế tương ứng

Hồ chứa:

1/ Giai đoạn BCĐT

- Xác định sơ bộ cao trình giữ nước, khả năng ngập và

bán ngập;

- Phát hiện và đánh giá sơ bộ những hoạt động địa động

lực, sạt trượt,v.v ở hồ chứa;

- Đánh giá tình hình khoáng sản ở hồ chứa;

- Dự kiến sơ bộ các biện pháp xử lý các vấn đề ĐCCT

phức tạp ở hồ chứa (mất nước, sạt lở lớn, vv ).

2/ Giai đoạn DAĐT

- Chính xác hoá cao trình giữ nước của hồ chứa, các vị

trí mất nước, trượt sạt, ngập, bán ngập cung cấp các

thông số kỹ thuật để thiết kế biện pháp xử lý;

- Đề ra các biện pháp để xử lý các vấn đề phức tạp về

ĐCCT;

- Đánh giá về tình hình khoáng sản ở hồ chứa.

2 Nhiệm vụ khảo sát ĐCCT

Khảo sát địa chất công trình có nhiệm vụ:

• Thu thập các thông tin làm cơ sở lập quy hoạch, thiết kế, chọn phương án và biện pháp thi công hợp lý

• Dự đoán được các hiện tượng địa chất có thể xảy ra trong thi công và sử dụng công trình

• Đề xuất các biện pháp xử lý các điều kiện địa chất công trình bất lợi.

• Các thông tin địa chất công trình cần thu thập

trong quá trình khảo sát là thông tin về các

điều kiện địa chất công trình, tức là các điều

kiện quyết định khả năng xây dựng công trình

của một khu vực, bao gồm:

– Địa hình, địa mạo

– Cấu trúc địa chất

– Địa chất thuỷ văn

– Các hiện tượng địa chất động lực

– Vật liệu xây dựng thiên nhiên

Công tác khảo sát địa chất công trình có thể tiến hành theo từng bước sau:

• Nghiên cứu hồ sơ địa chất công trình lưu trữ và tài liệu xác định vị trí khảo sát

• Xác định yêu cầu khảo sát: mục đích khảo sát, khảo sát cho công trình loại gì?

• Xác định mức độ khảo sát: sơ bộ hay kỹ thuật

• Xác định phương pháp và khối lượng khảo sát

• Tiến hành khảo sát hiện trường

• Công tác thí nghiệm: trong phòng, hiện trường

• Chỉnh lý tài liệu, hoàn chỉnh hồ sơ

• Quan trắc định kỳ

Nội dung của đề cương khảo sát ĐCCT

- Giới thiệu chung về tên, vị trí, nhiệm vụ, quy mô, cấp, thành

phần và các hạng mục công trình của dự án;

- Cơ sở pháp lý của việc lập và thực hiện đề cương khảo sát

ĐCCT giai đoạn hiện tại;

- Tóm tắt đặc điểm ĐCCT tại khu vực dự án, khối lượng cùng

các kết luận và kiến nghị của công tác khảo sát ĐCCT đã thực

hiện trong giai đoạn trước (nếu có) và yêu cầu của công tác khảo

sát ĐCCT trong giai đoạn hiện tại;

- Thành phần khối lượng, phương pháp khảo sát ĐCCT và các

yêu cầu kỹ thuật của công tác khảo sát ĐCCT giai đoạn hiện tại;

- Tiến độ, tổ chức thực hiện cùng các yêu cầu về vật tư, thiết bị,

phần mềm (Software) phục vụ công tác khảo sát và lập hồ sơ

ĐCCT;

- Yêu cầu về thành phần và khối lượng hồ sơ ĐCCT.

- Dự toán về kinh phí khảo sát ĐCCT.

3 Nội dung khảo sát ĐCCT

Nội dung khảo sát ĐCCT thực hiện qua 3 bước:

– Bước 1: Nhận nhiệm vụ, thu thập tài liệu địa chất công trình và các tài liệu liên quan, nghiên cứu tài liệu và lập đề cương khảo sát – Bước 2: Khảo sát thực địa, gồm: đo vẽ địa chất công trình, khoan đào thăm dò, thăm dò địa vật lý, thí nghiệm hiện trường, thí nghiệm trong phòng, khảo sát chuyên môn

– Bước 3: Tổng hợp tài liệu, lập báo cáo khảo sát

Yêu cầu khi học

• Hiểu được thế nào là điều kiện địa chất công trình

của một khu vực

• Hiểu được các điều kiện địa chất công trình, các

thông tin cần thu thập phản ánh các điều kiện địa

chất công trình

• Hiểu được thủ tục tiến hành công tác khảo sát địa

chất công trình

Các giai đoạn lập dự án: gồm 2 giai đoạn

+ Lập báo cáo đầu tư (Báo cáo tiền khả thi),

+ Lập dự án đầu tư (Báo cáo nghiên cứu khả thi).

- Các bước thiết kế:

+ Thiết kế một bước: Thiết kế bản vẽ thi công được

áp dụng với công trình chỉ lập báo cáo kinh tế kỹ thuật

xây dựng công trình.

+ Thiết kế hai bước: gồm có thiết kế cơ sở và thiết kế

bản vẽ thi công được áp dụng đối với công trình quy

định phải lập dự án Trường hợp này bước thiết kế kỹ

thuật và thiết kế bản vẽ thi công được gộp thành một

bước và gọi là bước thiết kế bản vẽ thi công.

+ Thiết kế 3 bước gồm thiết kế cơ sở, thiết kế kỹ thuật

và thiết kế bản vẽ thi công áp dụng cho các công trình

phức tạp do người quyết định đầu tư quyết định.

1 Khảo sát cho lập báo cáo đầu tư

• Mục đích : Làm sáng tỏ và đánh giá chung về điều kiện địa chất công trình của toàn bộ dự

án nhằm xác định:

–Khả năng xây dựng hồ chứa –Vùng tuyến hợp lý của công trình đầu mối –Vùng tuyến hợp lý của đường dẫn chính –Khả năng về VLXD thiên nhiên để xây dựng

• Nội dung:

– Thu thập và phân tích các tài liệu đã có, từ đó lựa chọn các

vùng có khả năng xây dựng hồ chứa, vùng tuyến công

trình đầu mối, đường dẫn chính, khả năng về vật liệu xây

dựng

– Thực hiện các công tác khảo sát với khối lượng hạn chế

trên các vùng đã chọn

– Công tác khảo sát chủ yếu là đo vẽ ĐCCT và địa vật lý.

Công trình đầu mối của hồ chứa và đập dâng

- Lòng sông 1 hố, mỗi vai 1 đến 2 hố Đối với những tuyến đập

quá dài, thì khoảng cách các hố trên tim tuyến từ 150 m đến 200

m Trường hợp có các biểu hiện đứt gãy, trượt sạt, hang động,

đặc biệt là những vị trí mà địa vật lý đã phát hiện có những vấn

đề địa chất phức tạp thì cần bố trí hố khoan tại đó để tìm hiểu

các nội dung kỹ thuật cụ thể; tại mỗi đơn nguyên địa mạo (lòng

sông, thềm, bãi bồi, sườn đồi ) nên có 1 hố khoan thăm dò.

Độ sâu các hố khoan thông thường lấy bằng (2/3 đến 1)H (với H là chiều cao đập) nếu gặp đá nguyên khối thì khoan sâu vào đới đá nguyên khối từ 2 m đến 5 m, riêng đối với các hố khoan ở vai nên khoan thấp hơn mực nước ngầm vào mùa khô từ 2 m đến 3 m.

 Đề xuất được các vùng tuyến có khả năng xây dựng để khảo sát trong giai đoạn sau

 Chỉ ra được các vấn đề cần lưu ý khi khảo sát trong giai đoạn sau

2 Khảo sát ĐCCT cho giai đoạn DAĐT

• Mục đích:

– Làm sáng tỏ điều kiện ĐCCT ở các vùng

tuyến nghiên cứu để lựa chọn được vùng

tuyến tối ưu

– Đánh giá được tính khả thi của dự án - xác

định được các thông số cơ bản của công

trình: cao trình dâng, quy mô công trình…

– Nêu ra các vấn đề phải nghiên cứu kỹ ở giai

đoạn sau

• Nội dung:

– Khảo sát ĐCCT trên các vùng tuyến đã chọn của giai đoạn trước

– Thực hiện tất cả các công tác khảo sát cần thiết (đo vẽ ĐCCT, địa vật lý, khoan, đào, thí nghiệm hiện trường và trong phòng) với mức độ chi tiết hơn (xem trong tiêu chuẩn TCVN8477-2010) để thu thập thông tin đủ

để so sánh lựa chọn vùng tuyến xây dựng tốt nhất

• Kết thúc:

– Phải lựa chọn được vùng tuyến công trình tốt

nhất

– Phải đủ số liệu để thiết kế cơ sở, bảo đảm

không làm thay đổi lớn trong thiết kế giai đoạn

sau để không phát sinh kinh phí dự kiến

– Đề xuất các biện pháp xử lý đối với những vấn

đề phức tạp về ĐCCT

– Dự kiến những vấn đề về ĐCCT cần nghiên

cứu kỹ ở giai đoạn sau

3 Khảo sát ĐCCT cho thiết kế kỹ thuật

• Mục đích:

– Xác định đầy đủ, chi tiết điều kiện ĐCCT các phương án vùng tuyến đã chọn

– Xác định đầy đủ, chính xác các thông số địa kỹ thuật để phục vụ cho thiết kế kỹ thuật công trình – Dự báo được các vấn đề ĐCCT bất lợi có thể xảy

ra khi thi công, vận hành sử dụng công trình – Đề xuất các giải pháp kỹ thuật cho thiết kế, thi công

– Xác định chính xác trữ lượng VLXD thiên nhiên – Nêu ra các vấn đề phải nghiên cứu kỹ giai đoạn sau

• Nội dung:

– Khảo sát ĐCCT trên các phương án tuyến đã

chọn

– Thực hiện tất cả các loại công tác khảo sát với

mức độ chi tiết cao nhất nhằm thu thập thông

tin đủ để so sánh lựa chọn vị trí xây dựng tốt

nhất Đo vẽ ĐCCT tỷ lệ chi tiết (1/2000 –

1/5000), khoảng cách giữa các hố khoan gần,

mật độ lấy mẫu dày hơn, thí nghiệm hiện

trường khối lượng lớn

- Tiến hành đo vẽ địa chất công trình cho những trường hợp đặc biệt khi thật cần thiết do điều kiện ĐCCT phức tạp và đối với công trình cấp III trở lên nhằm khẳng định lại các kết luận đã nêu trong giai đoạn DAĐT còn nghi vấn (vị trí sạt lở, khu vực bảo vệ bờ hồ ) tuỳ mức độ phức tạp về địa chất mà tỷ lệ đo vẽ

có thể từ 1/2 000 đến 1/5 000.

Đối với công trình dưới cấp III: Không cần đo vẽ.

-Thăm dò địa vật lý bổ sung khi cần thiết ở những phạm vi hẹp nhằm hỗ trợ cho công tác đo vẽ địa chất công trình -Tiến hành khoan đào và thí nghiệm bổ sung khi cần làm sáng tỏ các nội dung kỹ thuật quan trọng liên quan đến khả năng mất nước của hồ chứa ở cao trình mực nước thiết kế (MNTK) mà các biện pháp khảo sát khác không giải quyết được rõ ràng hoặc còn tồn tại ở DAĐT (từ 100

m đến 200 m/1 hố)

- Hố khoan chỉ được thực hiện ở những vị trí nghi ngờ có khả

năng mất nước qua thung lũng sông lân cận, khi công tác thăm

dò địa vật lý chưa đủ độ tin cậy, phải kiểm tra lại độ chính xác

của các tài liệu địa vật lý mới được bố trí khoan.

- Độ sâu của hố khoan tại đỉnh phân thuỷ tốt nhất là xuyên vào

tầng cách nước từ 2 m đến 3 m Nếu tầng cách nước nằm quá

sâu (lớn hơn 1,5 H đến 2 H; H là chiều cao đập), thì độ sâu hố

khoan phải thấp hơn mực nước ngầm vào mùa khô từ 5 m đến 7

m hoặc đáy hố khoan ngang với cao trình mực nước sông mùa

khô ở khu vực đó;

- Khi nghiên cứu vùng hồ trong khu vực đá vôi phát triển karst

mạnh, cần phải tổng hợp các yếu tố phát triển karst, các tài liệu

thăm dò địa vật lý, khoan đào và nghiên cứu chuyên môn khác

để trên cơ sở đó nêu được quy luật phát triển karst của khu vực.

- Phần lòng sông: Phạm vi phân bố chiều dày tầng cuội sỏi, thành phần khoáng vật, các tạp chất, đặc biệt chú ý tới các hẻm sâu, mức độ phong hoá của các đới, khả năng mất nước, lún, gãy nền, mức độ lão hoá của nền móng sau khi xây dựng công trình;

- Phần vai và thềm đập: Điều tra rõ sự phân bố của các tầng

có thể hoà tan, tầng đá mềm bờ, các lớp cát, cuội sỏi, các tầng kẹp mềm yếu, quan hệ tiếp xúc giữa các lớp đá, tính hoàn chỉnh hoặc nứt nẻ của đá, ổn định mái dốc ở các vai đập, khả năng thấm nước;

- Thế nằm của đá tại các khe nứt tập trung, dải vỡ vụn, đứt gãy ảnh hưởng tới các kiến trúc của công trình, phương đứt gãy, kiểu đứt gãy, mức độ gắn kết của các dải vỡ vụn, góc nghiêng của mặt đứt gãy và khả năng chịu lực;

- Mức độ phong hoá, đặc tính của các đới phong hoá đó.

Kiến nghị về bố trí công trình trên đới phong hoá thích hợp;

- Điều kiện địa chất thuỷ văn trong khu vực đập bao gồm:

Mức nước xuất hiện và ổn định, tính thấm nước của các lớp

đất đá (tính theo hệ số thấm K (cm/s) và lượng mất nước

đơn vị q (l/phút/m.m ) vạch các giới hạn cần xử lý thấm ở

nền và các vai công trình;

- Tầng cách nước hoặc cách nước tương đối, tính xâm thực

của nước sông và nước dưới đất đối với bê tông;

- Hang động (nếu đập xây trên đá Cacbonat) quy mô, cao độ

xuất hiện của hang động, nước karst và quy luật vận động

của nó; đề xuất các biện pháp xử lý;

- Quan trắc lâu dài nước dưới đất (khi cần thiết).

• Kết thúc:

– Chọn được vị trí xây dựng công trình tốt nhất

– Có đủ số liệu về các điều kiện ĐCCT để TKKT công trình

– Dự báo được các vấn đề ĐCCT bất lợi, đề xuất được giải pháp thi công, xác định chính xác trữ lượng vật liệu xây dựng

– Chỉ ra những vấn đề còn tồn tại cần lưu ý trong giai đoạn sau

4 Khảo sát ĐCCT cho thiết kế bản vẽ thi công

• Mục đích:

– Khảo sát bổ sung để giải quyết những vấn đề mới

phát sinh hoặc còn tồn tại ở giai đoạn TKKT

– Khảo sát bổ sung khi có các thay đổi hoặc đề xuất

mới của dự án

– Kiểm tra lại trữ lượng và chất lượng VLXD

– Thực hiện các thí nghiệm hiện trường phục vụ thi

công

– Mô tả địa chất hố móng trước khi xây dựng công

trình

• Nội dung:

– Chỉ tiến hành chính xác tại vị trí yêu cầu của thiết kế

– Thực hiện một số loại công tác khảo sát hạn chế theo yêu cầu của thiết kế

– Khảo sát để giải quyết các vấn đề mới phát sinh trong quá trình thi công

Yêu cầu chung đối với công tác khảo sát ĐCCT

1 Tuân thủ các nguyên tắc trong khảo sát

ĐCCT:

• Nguyên tắc kế thừa

• Nguyên tắc phân đoạn

• Nguyên tắc kết hợp

2 Tuân thủ các tiêu chuẩn Quốc gia và tiêu

chuẩn ngành hiện hành nhưng phải linh hoạt,

không máy móc

3 Trung thực trong công việc

Các yêu cầu khi học

• Nắm được các giai đoạn thiết kế và các giai đoạn khảo sát tương ứng

• Hiểu được mục đích, nội dung của từng giai đoạn khảo sát, các yêu cầu phải đạt được của từng giai đoạn khảo sát để đáp ứng cho thiết kế

• Nhớ được các nguyên tắc phải tuân thủ trong khảo sát địa chất công trình

• Tham khảo thêm tiêu chuẩn TCVN8477-2010 về

“thành phần, khối lượng khảo sát địa chất trong các giai đoạn lập dự án và thiết kế công trình thủy lợi”

¤ 6.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT

Các phương pháp khảo sát gồm có:

1 Đo vẽ địa chất công trình

2 Khoan thăm dò

3 Đào thăm dò

4 Thăm dò địa vật lý

5 Thí nghiệm hiện trường

6 Thí nghiệm trong phòng

1 Đo vẽ địa chất công trình

• Là quan sát, đo đạc, mô tả, ghi chép để thu thập các thông tin về các

điều kiện ĐCCT Các thông tin cần thu thập, mô tả ghi chép gồm:

– Các loại đá (thu thập tại những nơi đá gốc lộ ra, lấy mẫu đá)

– Các loại địa hình có trong vùng (mô tả tại những nơi có dạng địa

hình đặc trưng)

– Các loại nước dưới đất (tại những nước ngầm xuất lộ như mạch

nước, giếng)

– Các loại hiện tượng địa chất có trong vùng (tại nơi phát hiện có

các hiện tượng)

– Các loại vật liệu xây dựng thiên nhiên (tại những noi phát hiện

thấy vật liệu)

• Đi theo các tuyến (lộ trình) định trước có điều chỉnh trong quá trình

thực hiện

• Đo vẽ theo tỷ lệ quy định phù hợp giai đoạn khảo sát, mức độ phức

tạp về các điều kiện ĐCCT

• Kết quả đo vẽ được xử lý, liên kết với nhau theo lôgic địa chất để lập

nên bản đồ địa chất công trình

• Thường được thực hiện chủ yếu trong các giai đoạn đầu để định

hướng cho các công tác tiếp theo

2 Khoan thăm dò

•Khoan là dùng thiết bị khoan sâu và lòng đất lấy mẫu lên để nghiên cứu

•Có nhiều phương pháp khoan khác nhau, tuỳ vào mục đích khoan, điều kiện đất đá để lựa chọn áp dụng

•Trong quá trình khoan tiến hành mô tả nõn khoan, tốc độ khoan, dung dịch khoan để thu thập thông tin nhằm xác định địa tầng và tính chất cơ lý của các lớp đất đá Lấy mẫu nguyên dạng và xáo động để thí nghiệm trong phòng

•Trong quá trình khoan có thể kết hợp với thí nghiệm hiện trường: SPT, nén ngang, đổ nước, ép nước…

Khoan thăm dò

kết hợp thí

nghiệm xuyên

tiêu chuẩn SPT

• Để bảo đảm kỹ thuật công tác khoan phải tuân thủ tiêu chuẩn ngành 22TCN 259:2000 “Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình” Để bảo đảm chất lượng khảo sát mật

độ bố trí các hố khoan, độ sâu khoan phải tuân thủ tiêu chuẩn TCVN8477-2010 “Thành phần, khối lượng khảo sát địa chất trong các giai đoạn lập dự án và thiết kế công trình thuỷ lợi”

• Kết quả mô tả hố khoan được ghi chép và trên cơ sở đó lập hình trụ cho từng hố khoan Từ các hình trụ này kết hợp kết quả thí nghiệm mẫu đất đá tiến hành lập mặt cắt địa chất công trình để phụ vụ thiết kế

• Ưu điểm của phương pháp khoan là cho phép khảo sát trực tiếp được các lớp đất đá theo chiều sâu, áp dụng được cho mọi loại đất đá và trong mọi điều kiện tự nhiên

• Nhược điểm của phương pháp là thiết bị cồng kềnh, tốc độ chậm, giá thành đắt

• Dùng các thiết bị thủ công đào các hố, hào vào

trong đất để nghiên cứu

• Trong quá trình đào tiến hành mô tả đất đá ở

vách, đáy hố để thu thập thông tin Lấy mẫu

đất nguyên dạng để thí nghiệm trong phòng

• Hố đào sau khi nghiên cứu có thể được sử

dụng để làm thí nghiệm hiện trường (đổ nước

thí nghiệm…)

• Ưu điểm: nghiên cứu trực tiếp, trong điều kiện

đất đá ở thế nằm tự nhiên nên chính xác nhất

• Nhược điểm: chỉ áp dụng được ở trong đất, độ

sâu hạn chế, trong điều kiện không có đá và

nước ngầm

4 Thăm dò địa vật lý

• Là phương pháp gián tiếp dựa trên sự tương đồng giữa các trường vật lý và trường địa chất, đo các chỉ tiêu của trường vật lý để suy ra loại đất đá

• Có các phương pháp sau:

1 Phương pháp đo điện trở suất

2 Phương pháp đo địa chấn

3 Phương pháp đo phóng xạ

4 Phương pháp rađa

5 Phương pháp đo lực trọng trường

6 Phương pháp đo nhiệt

7 Phương pháp đo từ trường

8 Phương pháp siêu âm

Phương pháp đo điện trở suất

• Đưa dòng điện một chiều tần số thấp truyền vào

trong đất thông qua hệ thống điện cực, đo điện trở

suất theo định luật Ôm, so sánh với đường chuẩn

lập sẵn sẽ suy ra được các lớp đất đá

trong đó k là hằng số phụ thuộc vào cách bố trí các

cực đo

• Có 3 cách bố trí điện cực: bố trí theo cặp, cách đều

Wenner, Schlumberger,

I

U k

R

• Có hai phương pháp đo điện

trở suất:

– Phương pháp đo sâu

điện - giãn khoảng

cách điện cực để đo

điện trở suất theo độ

sâu: z=(1/4 ÷1/3)AB

– Phương pháp đo mặt

cắt điện - giữ nguyên

khoảng cách giữa các

điện cực, dịch chuyển

các cực để đo điện

trở suất theo phương

ngang

– Thiết bị đo cần thiết

là 4 cực gồm 2 cực

để truyền điện và 2

cực để nối vôn kế đo

Phương pháp đo địa chấn

• Sử dụng thiết bị gây nổ phát vào trong nền, sóng địa chấn khi lan truyền gặp các ranh giới địa chất sẽ khúc xạ đến đầu thu, đo vận tốc truyền sóng sẽ xác định được độ sâu của lớp đất đá và nội suy được thành phần của chúng, từ đó vẽ được mặt cắt địa chất

• Phương pháp này hiệu quả khi xác định ranh giới bề mặt đá gốc - lớp phủ, độ sâu mực nước ngầm và xác định sơ bộ thành phần thạch học của các lớp

• Có thể tạo sóng bằng cách dùng thuốc nổ hoặc đập búa trên tấm thép đặt trực tiếp trên mặt đất

• Hai biểu đồ trên giải thích bản chất của phương

pháp đo địa chấn khúc xạ và diễn giải kết quả xác

định chiều dày lớp đất phủ z

1 2 1 2

2 v v v v x z







Phương pháp đo phóng xạ

• Là phương pháp dựa vào sự hấp thụ các bức

xạ gamma để xác định khối lượng thể tích tự nhiên và mức độ làm chậm nơtron để xác định độ ẩm của đất Hai chức năng này được gắn chung trong một máy gọi là máy đo dung trọng - độ ẩm của đất

• Máy có 2 kiểu đo:

– Đo truyền trực tiếp

– Đo tán xạ ngược

• Máy có 3 chế độ đo: ¼ phút, 1 phút và 4 phút

Tốc độ đo càng chậm mức độ chính xác càng cao

• Ngoài chức năng đo, máy có cài bảng điện tử có

màn hình số cho phép nhập số liệu thí nghiệm

đầm nện trong phòng Vì vậy, sau khi đo máy tự

động tính độ chặt của đất đã đầm, ứng dụng rất tốt

trong thi công đầm đất

• Máy gọn nhẹ, thao tác nhanh, hiệu quả lớn

Phương pháp Radar

• Phát vào trong đất thông qua antenna sóng điện từ trường tần số radio, khi gặp ranh giới môi trường có tính chất khác nhau, một phần khúc xạ, một phần phản xạ ngược trở lại antenna thu Tín hiệu nhận được được khuếch đại thành sóng âm thanh và giải đoán loại vật liệu mà sóng đi qua

• Chiều dày lớp đất đá mà sóng đi qua bằng:

d = tV/2 trong đó t là tổng thời gian từ khi phát đến khi nhận được sóng phản xạ; v là vận tốc truyền sóng điện từ trường

• Phương pháp đo lực trọng trường – đo sự đột biến lực trọng trường để suy ra đất đá

• Phương pháp đo nhiệt – đo sự đột biến nhiệt tại khu vực đó để suy ra đất đá

• Phương pháp đo từ trường – đo đột biến từ trường quả đất

• Phương pháp siêu âm đo tốc độ truyền sóng siêu

âm (sóng âm có tần số trên ngưỡng con người nghe được)

5 Thớ nghiệm hiện trường

1 Thớ nghiệm đổ nước trong hố đào

2 Thớ nghiệm hỳt nước trong hố khoan

3 Thớ nghiệm ộp nước trong hố khoan

4 Thớ nghiệm nộn tĩnh trong hố đào

5 Thớ nghiệm nộn ngang trong hố khoan

6 Thớ nghiệm đẩy trượt trụ đỏ

7 Thớ nghiệm xuyờn tĩnh, xuyờn động, SPT

8 Thớ nghiệm cắt cỏnh hiện trường

Thớ nghiệm đổ nước trong hố đào

• Xỏc định hệ số thấm

K trong đất gần bề

mặt, trờn mực nước

ngầm

• Sơ đồ thớ nghiệm như

hỡnh vẽ

• Theo dừi nước thấm

cho đến khi lưu lượng

ở vũng trong đạt đến

ổn định, xỏc định Q

• Tớnh hệ số thấm:

H h z

F

Qz K







1

3

2

4 5

25cm

Sơ đồ thí nghiệm đổ nớc hố đμo của Nexterov

Ghi chú:

1- Bình Mariôt 5- Dòng thấm 2- Giá đỡ

3- Vòi đổ nớc 4- Hai vòng kim loại

Thớ nghiệm h ỳt nước trong hố khoan

• Tiến hành hỳt nước đồng thời theo dừi độ hạ thấp mực nước trong cỏc hố quan trắc theo thời gian

• Cú hai chế độ: hỳt nước với động thỏi ổn định và khụng ổn định Thực hiện thớ nghiệm theo tiờu chuẩn hiện hành của Bộ Cụng nghiệp

• Thời gian hỳt động thỏi khụng ổn định 15ữ30 ca, động thỏi ổn định lõu hơn nhiều

• Sử dụng cỏc cụng thức lý thuyết tương ứng để tớnh

hệ số thấm k:

2 12

2

ln

h h r

r Q k





• Phạm vi ỏp dụng:

– Xỏc định hệ số thấm trong cỏc tầng đất đỏ chứa

nước khụng ỏp

• Ưu và nhược điểm của phương phỏp:

– Ưu điểm: cho kết quả chớnh xỏc vỡ hệ số thấm k

xỏc định trực tiếp theo lý thuyết thấm và chớnh

trong điều kiện sẽ ứng dụng

– Nhược điểm: thời gian hỳt dài (15-30 ca) gõy

chi phớ lớn

Thớ nghiệm ộp nước trong hố khoan

• Dựng cỏc nỳt bịt hố khoan từng đoạn và ộp ỏp lực cao, nước dưới tỏc dụng của ỏp lực thấm vào nền đỏ Đo lượng nước tiờu hao khi đạt đến

ổn định để tớnh lượng mất nước đơn vị và hệ số thấm của nền đỏ:

– Lượng mất nước đơn vị:

– Hệ số thấm: PL

Q

q







r

L LP Q

2 

• Phạm vi áp dụng:

– Thí nghiệm trong nền đá nứt nẽ, cả chứa nước và

không chứa nước

– Có thể áp dụng để đánh giá khả năng thấm nước của

thân công trình bê tông bị nứt nẽ

• Ưu và nhược điểm của phương pháp:

– Ưu điểm: đánh giá được khả năng mất nước do thấm

đúng với điều kiện thực tế làm việc của công trình,

cả trong điều kiện đá có chứa nước hoặc không chứa

nước

– Nhược điểm: Không áp dụng được trong điều kiện

nền đất

Thí nghiệm nén tĩnh trong hố đào

• Dùng tải trọng lớn đè lên tấm nén, đo biến dạng của nền

để xác định môđun biến dạng của đất:

• Kết quả thí nghiệm dùng để tính toán độ lún, sức chịu tải của nền đất khi thiết kế móng nông

• Thí nghiệm phải tuân thủ tiêu chuẩn hiện hành TCXD 80-1980

• Ưu điểm là cho kết quả chính xác

• Nhược điểm là giá thành đắt, chỉ xác định được E ở gần mặt đất

s

p d E







 1  2 

Thí nghiệm nén ngang trong hố khoan

• Đưa túi chất dẻo đàn hồi 3 khoang

vào trong hố khoan đến độ sâu

cần thí nghiệm Bơm khí vào bình

1 để ép dồn nước trong hai bình 4,

6 vào trong 3 khoang tạo áp suất

lên thành hố khoan Đo sự biến

dạng của đất đá (sự thay đổi bán

kính hố khoan) theo sự tăng áp

suất

• Môđun biến dạng được tính: 

dr

dp r

E 1  0

• Phạm vi áp dụng: Phương pháp này áp dụng để

xác định môdun biến dạng và sức chịu tải của các loại đất: cát, sét, sét lẫn sỏi sạn

• Ưu và nhược điểm:

– Ưu điểm: là phương pháp duy nhất xác định được môdun biến dạng ngang ở trạng thái tự nhiên của các loại đất ở dưới sâu

– Nhược điểm: Chỉ tiêu xác định được là môđun biến dạng ngang trong khi tuyệt đại đa số các bài toán thiết kế công trình ở Việt Nam cần chỉ tiêu môđun biến dạng theo phương đứng, vì vậy, hiện nay thiết bị này ít phổ biến ở Việt Nam

Thí nghiệm đẩy trượt

• Được thực hiện trong hầm để xác định sức kháng

cắt của đá

• Khi đào hầm gia công một trụ đá ở trạng thái

nguyên dạng, lắp đặt kích giữ theo phương đứng

và kích ngang để đẩy trượt khối đá Tăng tải cho

đến khi khối đá bị phá hoại Các chỉ tiêu xác

định được như sau:













p

p

1

2

1







Thí nghiệm xuyên tĩnh, xuyên động, SPT

• Xuyên tĩnh

– Dùng máy nén thuỷ lực ép mũi xuyên vào trong đất

để đo sức kháng của đất

– Sức kháng của đất có hai thông số là sức kháng mũi xuyên đơn vị qc và sức kháng ma sát bên fs,được đọc thông qua đồng hồ đo

– Có hai phương pháp:

xuyên cơ và xuyên điện – Áp dụng tốt trong đất dính