Nhằm đưa vị chí các công trình thăm dò trong bản vẽ ra ngoài thực địa, sau khi khảo sát xong đưa vị trí các công trình thăm dò từ thực địa vào trong bản vẽ nếu có sự thay đổi vị trí so với thiết kế, xác định chính xác cao độ các điểm khảo sát.
2) Nội dung và khối lượng công tác
Nội dung: Chuyển tất cả các điểm khảo sát địa chất, các trục tuyến từ trong bản vẽ ra ngoài thực địa. Xác định chính xác toạ độ các điểm bằng máy kinh vĩ, đồng thời xác định cao độ các công trình thăm dò bằng máy thuỷ bình. Cụ thể ở đây là 3 điểm khoan, 3 Điểm xuyên tĩnh.
Khối lượng công tác trắc địa được trình bày trong bảng sau:
Bảng 1
STT Dạng công việc Số lượng 1 Đưa các điểm khoan tư sơ đồ ra thực địa 3 2 Đưa các điểm xuyên từ sơ đồ ra thực địa 3
3 Đưa các điểm khoan từ thực địa vào sơ đồ 3 4 Đưa các điểm xuyên từ thực địa vào sơ đồ 3
3) Phương pháp tiến hành a, Xác định toạ độ
Để xác định vị trí toạ độ của các điểm khảo sát chúng tôi đề nghị sử dụng phương pháp giao hội để đo. Dựa vào những mốc trắc địa quốc gia có trong khu vực nghiên cứu để bố trí thành mạng lưới tam giác, từ mốc này sẽ xác định được toạ độ các điểm đo.
b, Xác định cao độ
Muốn xác định cao độ của hố khoan HK1A, dùng máy thủy chuẩn đặt ở giữa HK1 và HK1A. Dựng 2 mia tại 2 điểm HK1 và HK1A. Sau khi cân bằng máy, ngắm về phía mia đặt tại HK1 đọc số chỉ trên mia (a), quay ống kính về phía mia đặt tại LK1A đọc số chỉ trên mia (b). Từ đó xác định độ chênh cao giữa 2 điểm LK1 và LK1A là:
hKH1ALK1 = a - b
Cao độ của điểm thăm dò LK1A được xác định theo công thức:
HLK1A = HLK1 + hLKH1ALK1
Trong đó: HLK1A - là cao độ của hố khoan LK1A.
Định vị các điểm bằng phương pháp đường kinh vĩ khép kín, đo cao độ công trình thăm dò dùng máy thủy chuẩn, áp dụng phương pháp đo cao hình học. Sau khi đã chuyển các điểm khảo sát ra ngoài thực địa cần chỉnh lý lại sơ đồ bố trí các công trình thăm dò cho chính xác.
Mặt thủy chuẩn
HLK1A LK1A
b
HLK1 a
LK1
c) Chỉnh lý công tác trắc địa :
Kiểm tra lại toàn bộ số liệu đã đo được và hiệu chỉnh theo các sai số cho phép, đồng thời sửa chữa lại sơ đồ bố trí công trình một cách chính xác.
3. Công tác khoan thăm dò a) Mục đích
- Xác định địa tầng, chiều sâu mực nước dưới đất xuất hiện và ổn định - Lấy mẫu đất thí nghiệm trong phòng
- Dùng để tiến hành các thí nghiệm ngoài trời (như xuyên tiêu chuẩn,...) Nguyên tắc bố trí mạng lưới hố khoan, khoảng cách, chiều sâu khoan.
+, Nguyên tắc chung:
Việc bố trí mạng lưới khoan, xuyên trong khảo sát ĐCCT phụ thuộc vào mức độ phức tạp của điều kiện ĐCCT vùng xây dựng, đặc điểm của công trình được thiết kế, giai đoạn khảo sát.
ở giai đoạn thiết kế kỹ thuật các hố khoan phải bố trí nằm trong chu vi công trình.
Chiều sâu các hố khoan, xuyên phải vượt qua chiều sâu vùng ảnh hưởng và chiều sâu của lớp đất chịu nén nhưng phải sâu hơn đáy lớp đất chịu nén đó từ 3 - 5 m.
+ Khoảng cách chiều sâu các công trình thăm dò:
Để xác định tương đối khoảng cách và chiều sâu phải căn cứ vào giai đoạn khảo sát ĐCCT, cấp công trình, mức độ phức tạp của điều kiện ĐCCT khu vực nghiên cứu.
ở đây các công trình thăm dò được thiết kế trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật.
Đối với khu vực nghiên cứu như trên thì : - Công trình thuộc cấp 2 ( Nhà 5 - 10 tầng ).
- Mức độ phức tạp điều kiện ĐCCT : Cấp 2
- Khoảng cách các công trình thăm dò được thiết kế từ 20 đến 30 m.
- Chiều sâu khoan: 27,0 m
Công trình nhà 7 tầng thiết kế cọc ma sát, mũi cọc đặt ở chiều sâu 17m.
Căn cứ vào vùng hoạt động nén ép như đã tính toán là 4,8 m tính từ mặt phẳng
mũi cọc, vậy ta có thể chọn chiều sâu các hố khoan vượt qua vùng hoạt động nén ép từ 3-5 m. Tuy nhiên các hố khoan không nhất thiết phải sâu như nhau, mức độ nông sâu phụ thuộc vào địa tầng tại vị trí đó, ngoài ra còn bố trí các hố khoan sâu hơn để khống chế địa tầng.
Khi đó chiều sâu khoan sẽ là : H = hqư+ hs +(3-5 m)
Trong đó :
hqư - Độ sâu từ mặt đất đến đáy móng khối quy ước;
hs - Chiều sâu vùng hoạt động nén ép;
Do vậy : H ≥ 27,0m.
b) Khối lượng công tác khoan.
Khối lượng công tác khoan được trình bày theo bảng sau:
T T
Dạng khảo
sát
Số hiệu hố khoan
Chiều sâu(m
)
Mục đích nghiên cứu
1 Hố
khoan kỹ thuật
KT1A 29 Xác định địa tầng, lấy mẫu đất, thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn(SPT).
2 KT2A 29 Xác định địa tầng, lấy mẫu đất, thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn(SPT).
3 KT3
A 29 Xác định địa tầng, lấy mẫu đất, thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn(SPT).
4 Hố
xuyên kỹ thuật
X1 27 Xác định địa tầng, thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn(SPT).
5 X2 27 Xác định địa tầng, thí nghiệm xuyên
tiêu chuẩn(SPT).
6 X3 27 Xác định địa tầng, thí nghiệm xuyên
tiêu chuẩn(SPT).
Tổng số : Hố khoan tiêu chuẩn là 87 m. Hố xuyên là 81 m c) Chọn phương pháp khoan- thiết bị khoan:
+, Phương pháp khoan
Dùng phương pháp khoan xoay lấy mẫu, bơm rửa bằng dung dịch sét bentônít.
+ Thiết bị khoan
Sử dụng máy khoan XY-1A 100 của Trung Quốc. Loại máy này có các đặc tính kỹ thuật được trình bày trong bảng II - 2:
Bảng II - Đặc tính kỹ thuật của máy khoan.
TT Tên dụng cụ Đặc tính kỹ thuật
1 Máy nổ, máy bơm, tời.
Chiều sâu khoan, tối đa 100m, tời có sức nâng 10 tấn, bơm rủa bằng dung dịch.
2 Dây cáp φ 14mm, l = 15÷20m.
3 Cần khoan φ 24mm, loại 1m; 2m; 3m;5m.
4 Tháp khoan Tháp 3 chân, cao 5m.
5 Lưỡi khoan Lưỡi khoan hợp kim có φ 110, dài 0,5m; đối với lỗ khoan nòng đôi 110 dài 1,8m.
6 ống chống φ 127 mm dài 2 ÷ 4m.
7 ống mẫu ND ngoài là 110mm, trong là 91mm, dài 0,6m. 8 Gọng ô và
vica
Dùng để tháo mũi, cần.
9 Khoá 2 vòng Dùng để giữ cần, tháo lấp cần khoan.
10 Khoá 3 vòng Dùng để mở bộ khoan, ống khoan.
11 Khoá xích Để mở ống chống và tháo ống khoan các loại.
12 Tạ Khối lượng 63,5 kg, chiều cao rơi tự do là 6 cm.
d, Quy trình kỹ thuật khoan +, Công tác chuẩn bị
Trước khi khoan phải tiến hành công tác chuẩn bị, xác định vị trí chính xác lỗ khoan, làm nền phẳng để lắp máy khoan, chuẩn bị và kiểm tra đầy đủ các
dụng cụ khoan, dựng tháp khoan chắc chắn, tâm tháp trùng với tâm hố khoan theo phương thẳng đứng.
+, Công tác khoan
Trình tự khoan được tiến hành như sau:
-Khi khoan mở lỗ phải điều chỉnh bộ định hướng, tránh khoan xiên.
-Tốc độ khoan, áp lực hợp lý tuỳ theo địa tầng.
Chiều dài của mỗi hiệp phụ thuộc vào chiều dài của ống khoan.
Chiều dài lấy mẫu không được vượt quá 0,5 m.
Trước khi lấy mẫu phải thổi rửa sạch đáy hố khoan, sau đó mới thả dụng cụ lấy mẫu xuống.
Mẫu lấy đúng vị trí và được tăng cường khi cần thiết.
e) Nội dung theo dừi, mụ tả và chỉnh lý tài liệu khoan + Nội dung theo dừi :
Trong quỏ trỡnh khoan, cỏn bộ kỹ thuật phải luụn cú mặt để theo dừi mụ tả khoan:
- Cần xác định chính xác chiều sâu khoan, xác định chiều sâu mặt lớp, đáy lớp.
- Phải xác định chính xác độ sâu lấy mẫu thí nghiệm, thí nghiệm SPT, thí ngiệm cắt cánh.
- Đo mực nước tĩnh, mực nước hồi phục, + Nội dung mô tả :
Tiến hành mô tả chi tiết các đặc điểm về thành phần, màu sắc, trạng thái, tính chất, đặc điểm kiến trúc, cấu tạo của các lớp đất đá khoan qua.
Nhật ký khoan được ghi chép như sau:
Đơn vị khảo sát ... Cao trình miệng lỗ khoan...
Tên công trình... Độ sâu hố khoan...
Vi trí hố khoan... Ngày khởi công...
Ký hiệu hố khoan... Ngày kết thúc...
Mực nước xuất hiện... Người theo dừi...
Chỉnh lý tài liệu khoan :
Sau khi kết thỳc khoan phải dựa vào tài liệu mụ tả theo dừi khoan sơ bộ chỉnh lý để phân chia các lớp đất nền, sơ bộ lập hình trụ hố khoan theo sơ đồ sau
Độ sâu (m)
Bề dày
(m)
Trụ hố khoan
Mô tả đất đá
Độ sâu lấy mẫu
(m)
Giá trị xuyên
tiêu chuẩn SPT Biểu đồ N N N SPT
4. Công tác lấy mẫu thí nghiệm a, Mục đích và ý nghĩa:
- Mẫu đất dùng để thí nghiệm trong phòng bao gồm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất nền.
- Mẫu lưu trữ dùng để đối chiếu kiểm tra khi cần.
- Mẫu nước nhằm xác định thành phần hóa học từ đó cho phép đánh giá khả năng ăn mòn bêtông.
Công tác lấy mẫu có ý nghĩa quan trọng cho phép ta đánh giá định lượng tính chất cơ lý của đất nền, và khả năng ăn mòn của nước dưới đất đối với công trình.
Trong quá trình lấy mẫu, cần chú ý đảm bảo tính đại diện cao cho mỗi lớp.
Số lượng mẫu phải đủ tin cậy để xác định giá trị tiêu chuẩn, giá trị tính toán.
b, Các loại mẫu, cách lấy và bảo quản.
+. Mẫu lưu trữ.
* Mục đích:
Để lưu trữ địa tầng trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình, nếu có sự cố gì xảy ra thì lấy đó làm cơ sở xem xét, kiểm tra lại tài liệu địa chất. Sau khi xây dựng từ 2 đến 3 năm, nếu công trình hoạt động bình thường thì có thể bỏ mẫu lưu trữ.
* Số lượng - vị trí và phương pháp lấy mẫu:
Trong quá trình khoan khảo sát, đối với đất dính cứ 0,5m lấy 1 mẫu, đất rời thì từ 1,5 đến 2m lấy 1 mẫu và tất cả các hố khoan đều phải lấy mẫu lưu trữ.
Mẫu lấy được cho vào các hộp có chia các ô nhỏ và đánh số theo thứ tự từ trên xuống, từ trái sang phải. Mỗi hộp lưu trữ được chia thành 24 ô cho, mỗi ô có kích thước 5x5x5cm.
+ Mẫu nước:
Có thể được lấy trong các hố khoan, hố đào hay điểm lộ tự nhiên. Khi khảo sát ĐCCT số mẫu cần lấy cho mỗi đơn vị chứa nước, mẫu thường từ 2-3 mẫu, mỗi mẫu cần lấy 2 chai, trong đó một chai cho khoảng 5g bột CaCO3 để xác định lượng CO2 ăn mòn. Trước khi lấy mẫu nước trong hố khoan cần phải hút hay múc nước sạch trong hố khoan, chờ cho nó phục hồi và trong lại sau đó mới lấy.Trường hợp khoan qua nhiều tầng chứa nước phải có biện pháp cách nước của các tầng khác nhau khi lấy mẫu nước ở mỗi tầng.
Trong đồ án này, tài liệu công trình không đề cập tới lấy mẫu nước nên không đưa ra.
+ Mẫu đất nguyên dạng:
Nguyên tắc lấy: Cứ một hạng mục công trình, trong một đơn nguyên ĐCCT lấy ít nhất 6 mẫu, trong cùng một lớp đất chiều dày lớn hơn 2 mét lấy 2 mẫu ( một ở gần đầu và một ở gần cuối). Khi bề dày nhỏ hơn 2 mét lấy một mẫu ở khoảng giữa lớp.
Cách lấy mẫu: Dừng khoan tại độ sâu cần lấy mẫu, vét sạch đáy lỗ khoan, tắt bơm và dùng tời kéo mũi khoan lên. Lắp ống mẫu vào cần khoan rồi đóng hoặc ép cho ống mẫu ngập sâu vào đất đến gần hết chiều dài ống mẫu 30 - 35cm ( chú ý không đóng quá sâu làm cho đất trong ống mẫu chặt lại không đảm bảo tính nguyên dạng).
Sau khi đóng mẫu xong, tiến hành cắt mẫu và đưa mẫu lên. Tháo mẫu và cho mẫu vào hộp nhựa sao cho đủ chiều dài 20cm. Đậy nắp hộp lại và dán thêm êtêkét, sau đó quét lớp parafin quanh mẫu. Cho hộp mẫu vào túi lylon buộc kín kèm theo một thẻ mẫu có nội dung như sau:
1 - Tên công trình:...
2 - Ký hiệu hố khoan:...
3 - Độ sâu lấy mẫu:...
4 - Mô tả sơ lược:...
5 - Ngày lấy mẫu:...
6 - Người lấy mẫu:...
Mẫu lấy xong, xếp vào thùng đựng mẫu, chèn cẩn thận và chuyển về phòng thí nghiệm, không được để quá 15 ngày kể từ khi lấy mẫu ở ngoài hiện trường.
+, Mẫu không nguyên dạng:
Mẫu không nguyên dạng thường lấy trong những lớp đất rời, đặc biệt là đất cát vì các lớp này việc lấy mẫu nguyên dạng không thực hiện được.
- Cách lấy: Mẫu được lấy ở ống dụng cụ thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn, hay trong hố đào, hố khoan, khối lượng mẫu là 15,0 đên 50,0kg. Mẫu lấy xong được cho vào bao và kèm theo 1 êteket, dán kỹ lại và chuyển về phòng thí nghiệm.
Nội dung của êteket giống như êteket của mẫu nguyên dạng.
6. Công tác thí nghiệm trong phòng a. Mẫu đất nguyên dạng :
+Mục đích : Nhằm xác định các chỉ tiêu cơ lý, thành phần hạt và hệ số thấm của đất.
*Các chỉ tiêu cơ lý được thí nghiệm:
TT Tên chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Phương pháp xác định
1 Thành phần hạt P % Dùng bộ rây và tỷ trọng kế
2 Độ ẩm tự nhiên W % Sấy khô 105oC
3 Khối lượng riêng g/cm3 Bình tỷ trọng kế
4 Khối lượng thể tích tự nhiên g/cm3 Phương pháp dao vòng 5 Độ ẩm giới hạn dẻo Wp % Lăn đất bằng tay trên kính mờ 6 Lực dính kết c kG/cm2 Cắt mẫu thí nghiệm theo mặt
định trước với các cấp áp lực khác nhau
7 Góc ma sát trong độ
8 Hệ số nén lún a cm2/kG Xác định bằng phương pháp nén 1 trục với cấp tải trọng sau
lớn gấp 2 lần cấp tải trọng trước
*Các chỉ tiêu tính toán:
TT Tên chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Công thức tính toán 1 Khối lượng thể tích khô c g/cm3
W
c w
01 . 0 1+
= γ
γ
2 Hệ số rỗng e = ∆ −1 γc
ε
E Độ lỗ rỗng n %
ε ε
= + n 1
4 Độ bão hòa G %
5 Chỉ số dẻo IP % IP=WL-WP
6 Độ sệt Is %
p p
S I
W I W−
= 7 Môđun tổng biến dạng Eo kg/cm2
2
a1
e mk 1
−
⋅ + β
⋅
8 áp lực tính toán quy –ước Ro kg/cm2 Ro=m(Ab+Bh). +c.D Đối với mẫu nước, xác định thành phần hóa học, hàm lượng phần trăm của: SO24−, HCO3−, Mg2+, Ca2+, (K++Na+), HCl. Ngoài ra còn xác định hàm l- ượng CO2 tự do, CO2 ăn mòn, cân sấy khô, tổng độ cứng, độ pH, độ tổng khoáng hóa M, viết công thức Cuôclôp cho từng mẫu đó.
Phương pháp tiến hành, các đại lượng cần xác định, dụng cụ và hóa chất được trình bày trong bảng sau:
STT Các đại lượng cần xác định
Phương pháp xác định Dụng cụ và hóa chất 1 CO2 tự do Định phân CO2 hòa tan
trong nớc đựng dung dịch kiềm với sự có mặt
của phênoltalêin
Giá định phân, bình tam giác, Nước cất phenoltalêin
0.1%, NaOH 0.05N 2 Tổng độ kiềm (
OH CO HCO3−, 23−, −
)
Định phân bằng dung dịch HCl với sự cơ sở mặt của mêtyl da cam
Giá định phân, bình tam giác, nước cất, metyl da
cam, HCl 0.1N 3 CO23− Định phân bằng axit
HCl
Giá định phân, ống nghiệm, bình tam giác, cốc thủy tinh,
HCl 0.1N, phênoltalêin, mêtyl da cam 4 SO24− Đo độ đục, so sánh
lượng BaSO4 với dãy chuẩn
ống nghiệm, dung dịch chuẩn pha săn, dung dịch
Ba(NO3)2 , HCl
5 Cl- Thể tích Giá định phân, bình tam
giác, dung dịch AgNO3
0.1N , K2CaO 10%
6 Mg2+ Định phân bằng EDTA
0,05N, dung dịch
Bình tam giác, giá định phân, bếp điện , đũa thủy
chuyển từ đỏ sang xanh lá cây
tinh, giấy Cônggô, HCl dung dich đệm NH4OH+NH4Cl, chỉ thị ETOO+NaCl, dung dịch
EDTA 0.05N
7 Ca2+ Định phân bằng EDTA
0.05N, dung dịch từ đỏ chuyển sang tím hoa cà
Bình tam giác, giá định phân, bếp điện, đũa thủy
tinh, giấy cônggô, HCl, NaOH, Muraxit+NaCl,
EDTA 0.05N
8 độ pH So màu ống so màu 200ml: 2 cái ,
giá so màu chỉ thị vạn năng
9 tổng độ
cứng( Ca2+
+Mg2+)
Định phân bằng EDTA, dung dịch chuyển từ màu đỏ sang xanh da
trời
Giá định phân, bình tam giác, dung dịch đệm
NH4OH+NH4Cl, ETOO+NaCl, EDTA0.05N 10 Na++K+ Bằng tổng các cation
còn lại
Sau khi sác định đợc các đại lượng trên, thì tiến hành lập công thức Cuôclôp và gọi tên:
Q , pH , Mg T
. Ca ).
K Na (
SO . Cl . mMn HCO
CO32−, + +3 2+4 2+ o
+ Trong đó:
-Q: lưu lượng (m3/ng);
-T: nhiệt độ (oC);
-M: độ tổng khoáng hóa;
Tử số là các cation với hàm lượng giảm dần %đl/l.
Tên nước được gọi đối với các ion có hàm lượng lớn hơn 25%đl/l theo thứ tự từ lớn đên bé, từ anion đến cation.
7. Công tác thí nghiệm ngoài trời.
Trong giai đoạn khảo sát này, dựa vào tính chất của đất nền và quy mô công trình xây dựng, tôi dự kiến các dạng công tác thí nghiệm ngoài trời gồm:
- Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn - Thí nghiệm xuyên tĩnh.
- Thí nghiệm nén tĩnh nền.
A. Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn(SPT):
a- Mục đích:
Xuyên tiêu chuẩn SPT được tiến hành đồng thời với công tác khoan thăm dò để xác định độ chặt của đất loại cát, trang thái của đất loại sét. Kết hợp với tài liệu khoan, xuyên tĩnh để phân chia địa tầng.
b- Thiết bị thí nghiệm.
Tiêu chuẩn thiết bị
- ống mẫu φ 36 mm, dài 813 mm, chiều dài buồn mẫu 635 mm.
- Tạ đóng 63,5 kg.
- Chiều cao tạ rơi 76 cm.
Hình : Sơ đồ cấu tạo mũi xuyên (SPT).
c- Nguyên tắc bố trí và khối lượng thí nghiệm.
Thí nghiệm SPT được bố trí trong tất cả các hố khoan, cứ 1,5m đến 2m tiến hành thí nghiệm SPT một lần cho đến hết độ sâu cần thí nghiệm. Khối lượng thí nghiệm SPT dự kiến được trình bày trong bảng.
d-Phương pháp tiến hành :
Khi khoan đến độ sâu cần thí nghiệm thì dừng khoan, vét sạch đáy lỗ khoan, thả dụng cụ thí nghiệm xuống đánh dấu 3 đoạn trên cần khoan, mỗi đoạn 15cm kể từ miệng lỗ khoan. Dùng búa nặng 63,5 kg rơi từ độ cao 76cm, để ống lấy mẫu được đóng sâu vào trong đất khoảng 45cm, ghi số nhát búa N của 2 lần cuối N2 / 15 , N3 / 15 = N / 30cm. Số nhát búa này được coi là sức kháng xuyên tiêu chuẩn.
e- Chỉnh lý tài liệu xuyên tiêu chuẩn (SPT).
Rãnh thoát nước Phần đầu nối
Viên bi Phần thân
Mũi xuyên
D F C
E
G
A B