PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
CHệễNG 1 KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT TRONG XÂY DỰNG MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
I. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG
2. NHỮNG NỘI DUNG CƠ BẢN TRONG KSĐC
- Việc lựa chọn phương pháp khoan cần đảm bảo được yêu cầu:
+ Phát hiện chính xác điạ tầng, lấy các loại mẫu đất, đá, nước và thực hiện thí nghiệm trong lỗ khoan được chính xác, đầy đủ theo yêu cầu.
- Căn cứ vào tình hình địa tầng và yêu cầu của nhiệm vụ khoan, bước đầu có thể tham khảo để lựa chọn phương pháp khoan theo Bảng 1 sau đây:
Loại đất đá
Cấp đất đá theo
độ khoan Phương pháp khoan
-Các loại đất dính ở trạng thái dẻo chảy,
chảy, bùn. I
-Khoan xoay: mũi khoan lòng máng, mũi khoan thià, mũi guồng xoắn đầu phẳng.
-Khoan eùp: muõi khoan oáng laép beâ, muõi khoan hom.
-Các loại đất dính ở trạng thái dẻo, dẻo cứng.
-Đất dính lẫn dăm, sạn (sỏi, cuội)
II – III
- Khoan xoay: mũi khoan ruột già, mũi khoan guồng xoắn đầu phẳng, mũi khoan hạt hợp kim lòng đôi (kết hợp dung dịch sét).
-Các loại đất rời (cát, sỏi, cuội) ở trạng thái
xốp rời đến chặt I – III
-Khoan dộng: mũi khoan ống lắp bê.
-Khoan xoay: mũi khoan guồng xoắn đầu phẳng, mũi khoan hạt kim lòng đôi (kết hợp dung dịch sét).
-Đất hòn to (cuội lớn, đá tảng …)
-Các địa tầng kẹp lẫn đá hòn to.
III – VII
-Khoan dộng: mũi khoan lắp bê, mũi khoan phá.
-Khoan xoay: mũi khoan hợp kim, mũi khoan bi hay mũi khoan kim cương, mũi khoan guồng xoắn đầu khoan phá.
-Các lọai đá có độ cứng từ mềm đến mềm vừa.
-Đất sét cứng.
III – VII (VIII)
-Khoan xoay: mũi khoan hợp kim, mũi khoan hạt hợp kim lòng đôi kết hợp dung dịch sét khoan guồng xoắn với đầu khoan phá.
-Các loại đá từ cứng đến cực kỳ cứng.
(VII) VIII - VII
-Khoan xoay: muừi khoan bi, muừi khoan kim cửụng.
Ghi chú: Cấp đất đá đặt trong ngoặc đơn là cấp đất đá được khoan trong trường hợp cá biệt.
2.1.2 Khoan Dộng
- Khoan dộng bằng mũi khoan ống lắp bê được dùng để khoan vào các địa tầng là đất rời (cát, sỏi, cuội) và dộng vét lỗ khoan sau khi đã khoan và lấy mẫu thí nghiệm hoàn chổnh.
2.1.3 Khoan Eùp Baèng Muõi Khoan OÁng Laép Beâ, Muõi Khoan Hom
- Khoan ép bằng mũi khoan ống lắp bê hay mũi khoan hom chủ yếu được sử dụng để khoan các tầng đất dính ở trạng thái dẻo chảy, chảy, bùn và lấy mẫu khi không thể lấy được mẫu đất bằng các loại mũi khoan khác và các loại ống mẫu thông thường, hoặc dùng để vét dọn đáy lỗ khoan.
2.1.4 Khoan Xoay Bằng Mũi Khoan Ruột Gà, Mũi Khoan Lòng Máng, Mũi Khoan Thìa
- Khoan ruột gà chủ yếu được dùng khoan các lớp đất dính ở trạng thái từ dẻo mềm đến nửa cứng cấp II đến cấp III.
- Khoan lòng máng, khoan thìa được sử dụng để khoan trong các lớp đất rời ẩm ướt, đất dính ở trạng thái chảy, bùn và dùng để vét dọn đáy lỗ khoan.
2.1.5 Khoan Xoay Guoàng Xoaén
- Khoan guồng xoắn được sử dụng để khoan các lớp đất đá tới cấp III hoặc để khoan phá toàn đáy các lớp đá từ cấp IV đến cấp VII.
2.1.6 Khoan Xoay Bằng Mũi Khoan Hợp Kim, Mũi Khoan Hợp Kim Nòng Đôi - Khoan xoay bằng mũi khoan hợp kim được dùng để khoan vào các lớp đất đá từ cấp III đến VII.
- Khoan mũi khoan hợp kim và mũi khoan hợp kim lòng đôi kết hợp bơm dung dịch sét có thể được dùng để khoan và lấy mẫu nguyên dạng trong các lớp cát bột, cát nhỏ, cát vừa chặt chẽ, sét nửa đến cứng.
- Khoan có bơm rửa được áp dụng khi khoan trong các địa tầng là đá từ cấp IV trở lên.
Đối với các địa tầng là đất dính, đất rời, đất đá dễ bị sập lở, tan rửa, khoan có bơm rửa được áp dụng khi dùng dung dịch sét để khoan và gia cố vách lỗ khoan.
2.1.7 Khoan Xoay Baèng Bi
- Khoan trong các tầng đất đá có độ cứng từ cấp VIII trở lên có thể sử dụng phương pháp khoan bằng bi. Bi gang thường được dùng để khoan vào các tầng đá có độ cứng cấp VIII đến cấp IX và bi thép thường được dùng để khoan vào các tầng đá từ cấp IX đến cấp XII.
2.2. THEO DÕI, ĐO ĐẠC VÀ GHI CHÉP TRONG QUÁ TRÌNH KHOAN
- Trong quá trình khoan phải theo dõi, đo đạc và ghi chép đầy đủ, trung thực vào nhật ký khoan về các mặt:
+ Tình hình khoan (các loại thiết bị và dụng cụ khoan đã sử dụng, tình hình và cách giải quyết các sự cố về khoan, độ sâu của mũi khoan, diễn biến của việc sử dụng dung dịch hoặc độ sâu và đường kính ống vách, diễn biến khi khoan qua các loại điạ tầng …) + Tình hình điạ chất (sự phân bố của các tầng đất đá, chủ yếu là độ sâu của các tầng đất đá, các hiện tượng điạ chất công trình, tình hình điạ chất thuỷ văn đã được phát hieọn trong khi khoan).
+ Tình hình lấy các loại mẫu đất đá, nước và các đặc trưng (tên gọi, tính chất, trạng thái, thành phần) của mẫu.
+ Độ sâu thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT), số buá từng hiệp và trị số N (nếu có thí nghieọm xuyeõn tieõu chuaồn).
- Ghi chép ở hiện trường bao gồm các công việc ghi bảng, ghi nhật ký khoan và ghi sổ kỹ thuật khoan.
2.3. KẾT LUẬN:
Ơû nước ta số liệu khảo sát địa chất mang tính chất quy hoạch phân vùng xây dựng chưa đầy đủ, chưa phục vụ đồng bộ cho các nghành, vì vậy việc khảo sát địa kỹ thuật cho từng công trình cụ thể là việc làm hết sức cần thiết để đánh giá tình hình địa kỹ thuật tại vị trí xây dựng.
2.4. KIẾN NGHỊ KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT CHO CỌC KHOAN NHỒI
Nghiên cứu thăm dò dưới đất được tiến hành cho mỗi bộ phận của kết cấu phần dưới để cung cấp các thông tin cần thiết cho thiết kế và thi công các móng. Quy mô thăm dò phải dựa vào các điều kiện dưới mặt đất, loại kết cấu và các yêu cầu của công trình. Chương trình thăm dò phải đủ rộng để phát hiện bản chất, các dạng trầm tích đất và các thành tạo đá gặp phải, các tính chất công trình của đất hoặc đá, khả năng hoá lỏng và điều kiện nước ngầm.
Các lỗ khoan phải được tiến hành tại các vị trí trụ và mố, phải đủ số lượng và chiều sâu để thiết lập được trăc dọc các địa tầng theo chiều dọc và ngang một cách đáng tin cậy. Các mẫu vật liệu gặp trong qúa trình khoan phải được lấy và bảo quản để tham khảo và thí nghiệm sau này. Nhật ký khoan phải đủ chi tiết để xác định rõ các địa
tầng, kết qủa SPT, nước ngầm, hoạt động của nước giếng phun nếu có, và các vị trí lấy maãu.
Phải chú ý đặc biệt đến việc phát hiện vỉa đất mềm yếu, hẹp có thể nằm ở biên giới các địa tầng.
Nghiên cứu thăm dò phải được tiến hành đến lớp vật liệu tốt có khả năng chịu tải thích hợp hoặc chiều sâu tại đó các ứng suất phụ thêm do tải trọng đế móng ước tính nhỏ hơn 10% của ứng suất đất tầng phủ hữu hiệu hiện tại, chọn giá trị nào lớn hơn.
Nếu gặp đá gốc ở độ nông, lỗ khoan cần xuyên vào đá gốc tối thiểu 3m hoặc tới độ sâu đặt móng, lấy giá trị nào lớn hơn.
Thí nghiệm trong phòng hoặc ngoài hiện trường phải được tiến hành để xác định cường độ, biến dạng, các đặc tính chảy của đất hoặc đá và tính thích hợp của chúng cho dạng móng đã được lựa chọn.
2.4.1 Xác Định Các Chỉ Tiêu Cơ Lý Của Đất
Công tác khảo sát địa chất cho cọc khoan nhồi phải được khoan sâu đến lớp đất tốt, đảm bảo dưới mũi cọc không có lớp đất yếu, dùng xuyên động tiêu chuẩn SPT phải khảo sát đến độ sâu mà tại đó đất đạt giá trị thí nghiệm SPT là N30=50100.
Cần thí nghiệm để biết rõ thành phần khoáng vật, dung lượng trao đổi cation trong đất, nước ngầm có áp hay không, độ pH và các cation hoà tan có sẳn trong nước.
Ngoài ra, đối với đất sét cần phải xác định thêm các loại khoáng vật có thể có trong đất sét như: Ilit, Kaolinite, Monmorilonite, đây là thành phần khoáng vật có thể ảnh hưởng nhiều đến vấn đề ổn định thành vách hố khoan.
2.4.2 Xác Định Các Chỉ Tiêu Hoá Học Của Đất
Xác định các chỉ tiêu như: cation Al+3, H+, Ca+2, Na+, Mg+2... Có trong đất, bởi vì các cation này có ảnh hưởng rất lớn đến qúa trình tương tác giữa đất thành vách hố khoan và dung dịch bentonite như: các qúa trình hấp thụ (cơ học, hóa học, lý học). Các qúa trình có thể làm thay đổi tính chất của dung dịch bentonite theo chiều hứơng bất lợi mà chúng ta cần phải biết trước khi thi công.
2.4.3 Khảo Sát Thủy Văn Cho Cọc Khoan Nhồi
Cần xác định mực nước ngầm, động thái biến động theo mùa, tính ăn mòn đối với bê tông và cốt thép. Nếu có mực nước ngầm thì phải xác định lưu tốc, vận tốc và áp lực nước ngầm, đồng thời phải xác định nồng độ pH và thí nghiệm hoá nước để biết được Ion hoá học có trong nước, vì các yếu tố đó ảnh hưởng nhiều đến tính chất của dung dịch bentonite và vấn đề ăn mòn cốt thép trong bê tông.
2.4.4 Đối Với Cầu Trung:
Bố trí mỗi vị trí trụ và mố một lỗ khoan (kết hợp thí nghiệm SPT), tùy điều kiện phức tạp về ĐCCT, phải khoan vào tầng đất tốt đặt móng hay vào tầng đá cơ bản (nếu là đá trầm tích từ 2m3m, đá macma từ 1m2m). Khi gặp hiện tượng caster thì khoan qua tầng caster vào tầng đá gốc từ 2m3m, tầng chịu lực ở đây được định nghĩa là
tầng đất có Nspt=50100. Cũng có thể xác định tầng chịu lực là lớp cát, cuội sỏi, đá tảng, hay các lớp đất dính ở trạng thái dẻo cứng, nửa cứng hay cứng.
2.4.5 Đối Với Cầu Lớn:
Bố trí mỗi vị trí trụ và mố một lỗ khoan (kết hợp thí nghiệm CPT, SPT), trong trường hợp ĐCCT phức tạp, địa tầng không đồng nhất, có hiện tượng caster, có phân bố đá vôi thì có thể bố trí hai lỗ khoan cho mỗi vị trí mố trụ cầu. Các lỗ khoan này có thể bố trí so le nhau so với tim cầu, điều kiện kết thúc lỗ khoan tương tự như cầu trung.
CHệễNG 2