CHƯƠNG III: PHƯƠNG ÁN KHẢO SÁT THIẾT KẾ
III.3. Phương án khảo sát
III.3.1. Khoan thí nghiệm địa chất công trình III.3.1.1. Các tiêu chuẩn áp dụng
- TCVN 4419:1987 - Khảo sát cho xây dựng – nguyên tắc cơ bản;
- 20 TCN – 112-84” - Tiêu chuẩn ngành “ Hướng dẫn thực hành khảo sát đất xây dựng bằng thiết bị mới và sử dụng tài liệu vào thiết kế công trình;
- TCXD 160:198 - Khảo sát địa kỹ thuật phục vụ cho thiết kế và thi công móng;
- TCXD 45:1978 - Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình;
- TCVN 4195:1995; TCVN 4202:1995.
III.3.1.2. Trình tự tiến hành khảo sát địa chất
- Nhận bản đồ, quy hoạch chi tiết từ Chủ đầu tư
- Tiến hành bàn giao tim mốc, ranh gới công trình với chủ đầu tư - Tiến hành các công tác chuẩn bị cần thiết trước khi khảo sát - Tiến hành định vị vị trí các lỗ khoan trên thực địa
- Tiến hành khoan khảo sát địa chất và lấy mẫu thí nghiệm
- Tiến hành thí nghiệm theo yêu cầu kỹ thuật đối với công tác thí nghiệm ngoài trời. Ghi chép, chỉnh lý kết quả thí nghiệm
- Thí nghiệm trong phòng; Tính toán, tổng hợp kết quả thí nghiệm trong phòng
III.3.1.3. Phương án thực hiện:
a.Bố trí lỗ khoan trên thực địa:
- Khi xác định vị trí lỗ khoan trên thực địa phải đảm bảo tọa độ đúng với vị trí đã được định trước trên bản đồ hay đề cương nhiệm vụ khảo sát
- Trong trường hợp gặp khó khăn không thể khoan đúng vị trí lỗ khoan đã được định trước và nếu không có quy định đặc biệt thì có thể dịch chuyển lỗ khoan trong khoảng cách 0.5- 1m tính từ vị trí đã được xác định, nhưng phải đảm bảo mục đích thăm dò của lỗ khoan, đồng thời xác định lại vị trí lỗ khoan đã khoan.
- Phải đánh dấu vị trí lỗ khoan đã được định vị bằng cọc ( đối với nền đất ) hoặc bằng vệt sơn, vạch đối với nền xi măng hay nền đá cứng.
b.Xác định cao độ miệng hố khoan :
- Trước khi khoan phải xác định cao độ tự nhiên hiện hữu của mặt đất tại vị trí hố khoan, lấy tròn đến đơn vị centimet và phải ghi vào nhật kí khoan ( gọi là cao độ miệng hố khoan).
- Khi xác định cao độ miệng hố khoan phải dựa vào các cọc mốc cao độ hoặc các cọc định vị có cao độ của công trình, các cọc mốc này phải do đơn vị thiết kế công trình hoặc đơn vị khảo sát được ủy quyền bàn giao lại tại hiện trường.
- Trường hợp tại hiện trường không có các mốc kể trên thì có thể dựng hệ thống các mốc cao độ giả định, nhưng trước khi nghiệm thu các hố khoan phải xác định được chính xác cao độ của miệng hố khoan.
- Việc xác định cao độ miệng của các hố khoan phải được thực hiện bằng máy Thủy bình hoặc kinh vỹ nhưng phải đảm bảo sai số giữa hai lần đo không được vượt quá ± 50L (mm), với L là khoảng cách từ mốc cao độ đến lỗ khoan.
c.Khoan thăm dò địa chất :
Quy định về việc làm nền ( sàn ) khoan và lắp ráp thiết bị khoan:
- Làm nền (sàn) khoan: công tác lắp dựng san(nền) khoan phải đảm bảo theo TCN 259-2000 - Khi làm nền( sàn) khoan phải giữ lại vị trí tim, mốc hố khoan đã được định vì trước đó để
sau này xác định được vị trí cắm mũi khoan.
- Cao độ miệng hố khoan phải được lấy đúng theo cao độ đã được xác định trước đó.
- Kích thước nền (sàn) khoan phải đảm bảo đủ chỗ đặt các thiết bị và dụng cụ cần thiết trong quá trình khoan.
- Lắp đặt thiết bị khoan :
+ Đối với bất kì giá khoan loại nào, công tác lắp dựng giá khoan cũng chỉ được tiến hành khi đã được chuẩn bị đầy đủ và kiểm tra quy cách của toàn bộ các loại
cấu kiện, thiết bị, dụng cụ cần thiết cho việc lắp dựng giá khoan, không được dùng các cấu kiện, dụng cụ, thiết bị không hợp quy cách.
+ Khi lắp dựng giá khoan phải tuân thủ theo các quy định được chỉ rõ tại các mục 4.10, 4.11. 4.12 trong TCN259-2000 về công tác khoan thăm dò địa chất công trình.
Khoan thăm dò địa chất :
- Công tác khoan và lấy mẫu bảo quản tuân thủ theo tiêu chuẩn ngành 22TCN 259- 2000 và 112- 84
- Trên cơ sở căn cứ vào kết quả khảo sát địa chất các công trình lân cận và quy mô thiết kế công trình, dự kiến khảo sát như sau :
+ Số lỗ khoan: 3 lỗ
+ Chiều sâu lỗ khoan: ≥30 mét
+ Thí nghiệm SPT: 2m/lần thí nghiệm
+ Mẫu thí nghiệm nguyên dạng cắt nén bằng máy 1 trục: 2m/ mẫu
- Khoan thăm dò địa chất bằng phương pháp khoan xoay thổi rửa kết hợp với lấy mẫu theo vị trí đã định vị .
Quy cách theo dõi, đo đạc trong quá trình khoan :
- Trong quá trình khoan phải theo dõi, đo đạc và ghi chép trung thực, đầy đủ vào sổ nhật kí khoan về các mặt:
+ Tình hình khoan (các loại thiết bị, dụng cụ,.. được sử dụng trong quá trình khoan, tình hình và cách giải quyết các sự cố về khoan, độ sau 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 địa tầng,…)
+ Tình hình địa chất (sự phân bố của các tầng đất, đá, chủ yếu là độ sâu của các tầng đất, đá . Các hiện tượng địa chất công trình, tình hình dịa chất, thủy văn đã được phát hiện 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
+ Trong suốt quá trình khoan kíp trưởng và thư kí khoan phải thường xuyên nắm vững độ sâu của đáy mũi khoan, độ sâu của chân ống vách, độ sâu của mặt lồi và đáy lõm (hay mẫu) lấy được, đồng thời phải thường xuyên theo dõi, ghi chép các yếu tố ảnh hưởng tình hình địa tầng, tình hình khoan vào từng loại địa tầng như : cảm giác tay khoan, tiếng vọng từ đáy lỗ khoan, màu sắc và lượng nước rửa, tình trạng tự lún hay tự sụt của cột dụng cụ khoan, tốc độ khoan, áp lực lên đáy lỗ khoan,…
- Các yếu tố trên phải được thể hiện bằng số liệu và liên hệ với chiều sâu đáy hố khoan.
- Công tác ghi chép tại hiện trường phải được tiến hành đầy đủ và theo quy định hiện hành.
Công tác xử lý khoan tại hiện trường:
- Được thực hiện theo tiêu chuẩn 22TCN 259 : 2000.
- Do công trình có tải trọng lớn nên phải được khảo sát đến độ sâu ≥20.0m nhằm khoan qua các lớp đất có sức chịu tải thấp - nguồn gốc bồi tích hiện tại bên trên và những lớp đất yếu nằm xen kẹp, mục đích là xác định được tầng phù sa cổ bên dưới có khả năng chịu tải cao, dày từ 8.0 – 10.0m; đối với đất sét – có trạng thái rất cứng (SPT phải đạt trên 30 búa), đối với đất cát có kết cấu rất chặt (SPT phải đạt trên 50 búa). Trong trường hợp khi khảo sát đến độ sâu 20.0m vẫn chưa gặp tầng đất chịu lực thì tiếp tục khảo sát cho đến khi vào tầng chịu lực cao 8.0 – 10.0m.
- Khoan xoay lấy mẫu bằng ống mẫu đơn sử dụng dung dịch nước lã.
- Trong các địa tầng dễ bị sập lở, dung dịch sét hoặc dung dịch betonit không giữ được thành hố khoan thì cần phải tiến hành chống ống chèn.
d.Quy định lấy mẫu, thí nghiệm :
- Trong quá trình khoan căn cứ vào tình hình địa tầng cũng như quy định hiện hành để quyết định lấy mẫu đất, đá thí nghiệm.
- Công tác lấy mẫu phải dảm bảo những yêu cầu sau:
+ Sử dụng đúng phương pháp lấy mẫu đối với từng loại mẫu.
+ Khi phát hiện sự thay đổi địa tầng đều phải ngưng khoan, xác định độ sâu đổi tầng và kịp thời lấy mẫu.
+ Mẫu phải đại diện cho một lớp đất, đá nhất định và phải đảm bảo quy cách, khối lượng, chất lượng theo đúng quy định.
+ Đối với lớp đất dày trên 2m thì cứ 2m lấy một mẫu.
- Mẫu đất nguyên dạng được lấy bằng ống thép thành mỏng có đường kính trong 74mm, dài 500mm. Khi đến độ sâu lấy mẫu cần vét sạch đáy hố khoan, lắp ráp dụng cụ lấy mẫu, sau đó mẫu được lấy bằng cách đóng nhẹ ống mẫu vào đáy hố, độ dài mẫu tối thiểu phải ≥ 30cm.
- Đối với loại đất rời, trường hợp không lấy được mẫu đất nguyên thì phải lấy mẫu đất phá huỷ để bổ sung, mẫu phá huỷ có thể được lấy trong lõi khoan hoặc mẫu trong ống chẽ đôi.
- Để xác định chính xác các lớp đất nền có bề dày nhỏ hơn 2m, thì công tác lấy mẫu được tiến hành bằng cách khoan 2m/mẫu. Các mẫu nguyên dạng sau khi lấy lên cần được bọc bằng paraffin 02 đầu để giữ ẩm, dán nhãn và bảo quản nơi râm mát, vận chuyển và bảo quản tại phòng thí nghiệm không quá 5 ngày.
- Công tác lấy mãu phải tuân theo tiêu chuẩn và quy định hiện hành có liên quan và Phải ghi chép đầy đủ tình hình lấy mẫu vào sổ nhật kí khoan, các trường hợp không lấy mẫu theo quy định phải có thuyết minh rõ ràng và báo cáo với chủ đầu tư để lên phương án giải quyết.
e.Công tác thí nghiệm trong phòng:
Công tác thí nghiệm trong phòng thực hiện trên các mẫu nguyên dạng theo tiêu chuẩn Việt nam hiện hành nhằm xác định các chỉ tiêu vật lý & cơ học của mẫu đất:
Các thí nghiệm xác định tiêu chuẩn vật lý :
Thí nghiệm thành phần hạt: P (theo tiêu chuẩn TCVN 4198 : 1995) Thí nghiệm độ ẩm: W (theo tiêu chuẩn TCVN 4196 : 1995)
Thí nghiệm dung trọng tự nhiên: γw (theo tiêu chuẩn TCVN4202–1995) Thí nghiệm tỷ trọng: ∆ (theo tiêu chuẩn TCVN 4195 – 1995)
Thí nghiệm giới hạn chảy: WL (theo tiêu chuẩn TCVN 4197 – 1995) Thí nghiệm giới hạn dẻo: WP (theo tiêu chuẩn TCVN 4197 – 1995) Các thí nghiệm xác định tiêu chuẩn cơ học:
Thí nghiệm cắt trực tiếp (theo theo tiêu chuẩn TCVN 4199 – 1995), xác định giá trị kháng cắt C và góc nội ma sát φ,...
Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn dự kiến: 45 lần thí nghiệm.
Bảng 10: Các chỉ tiêu cơ lý cần xác định
STT Các chỉ tiêu cơ lý Ký hiệu Đơn vị
1 Độ ẩm tự nhiên W %
2 Dung trọng ướt γw g/cm3
3 Dung trọng khô γc g/cm3
4 Khối lượng riêng ∆ g/cm3
5 Hệ số rỗng εo -
6 Độ lỗ rỗng n -
7 Độ bão hòa G %
8 Giới hạn chảy WL %
9 Giới hạn dẻo WP %
10 Chỉ số dẻo Ip %
11 Độ sệt B -
12 Lực dính đơn vị C Kg/cm2
13 Góc ma sát trong ϕ độ
14 Góc nghỉ khô αk độ
15 Góc nghỉ ướt αư độ
16 Hệ số nén lún a cm2/Kg
17 Áp lực tính toán quy ước R Kg/cm2
18 Mô đun biến dạng E Kg/cm2
f. Công tác chỉnh lý số liệu và lập báo cáo kỹ thuật.
Báo cáo kỹ thuật được thành lập sau khi kết thúc toàn bộ công tác khảo sát ngoài hiện trường cũng như là thí nghiệm trong phòng. Tiêu chuẩn quy phạm thành lập báo cáo là tiêu chuẩn Việt Nam.
Nội dung báo cáo gồm:
- Phần thuyết minh.
- Sơ đồ bố trí các hố khoan.
- Các hình trụ hố khoan.
- Mặt cắt địa chất công trình.
- Các kết quả thí nghiệm đất.
- Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm cơ lý đất.
g.Khối lượng khảo sát.
- Dựa vào điều kiện địa chất toàn khu vực và điều kiện tải trọng của công trình, chiều sâu hố khoan dự kiến là 3 hố khoan sâu 30 m.
Tổng chiều sâu yêu cầu khoan là : 90m
- Thí nghiệm SPT: 45 lần : (trung bình 2m/lần) - Thí nghiệm mẫu nước ăn mòn bê tông: 2 mẫu
- Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của mẫu đất nguyên dạng: 45 mẫu: (trung bình 2m/
mẫu)
- Xác định vị trí mực nước ngầm ổn định.
- Lập báo cáo tổng hợp.
h.Thời gian thực hiện.
- Dự kiến thời gian khảo sát địa chất tại công trình là 10 ngày.
- Kiểm tra, lập báo cáo kết quả khảo sát địa chất là 30 ngày.
III.3.2. Khảo sát địa hình
III.3.2.1. Các tiêu chuẩn áp dụng
- Tiêu chuẩn ngành TCN số 96 TCN 43 – 90 của Cục Bản Đồ Nhà Nước;
- TCVN 4419 : 1987: Khảo sát cho xây dựng – Nguyên tắc cơ bản;
- TCVN 9398 : 2012 : Công tác trắc địa trong xây dựng – Yêu cầu chung;
- Quy phạm xây dựng lưới độ cao nhà nước hạng I, II, III và hạng IV;
- Quy phạm đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/5000 do Cục Đo đạc và Bản đồ Nhà nước (nay là bộ Tài Nguyên và Môi Trường) ban hành năm 1990. Tiêu chuẩn nghành 96TCN 43-90;
- Quy định sử dụng máy vệ tinh TRIMBLE NAVIGATION 4000-ST “SURVEYOR” để thành lập lưới trắc địa - do cục Đo đạc và Bản đồ nhà nước (nay là bộ Tài Nguyên và Môi Trường) ban hành năm 1991;
- Quy chế quản lý chất lượng công trình – sản phẩm đo đạc bản đồ do Tổng cục Địa chính (nay là bộ Tài Nguyên và Môi Trường), số 657/QĐ-ĐC ban hành ngày 04/11/1997;
- Hướng dẫn kiểm tra kỹ thuật, nghiệm thu công trình sản phẩm đo đạc và bản đồ do Tổng cục Địa chính (nay là bộ Tài Nguyên và Môi Trường), số 658/QĐ-ĐC ban hành ngày 04/11/1997;
- Quyết định số 83/2000/QĐ-TTg ngày 12/7/2000 của thủ tướng Chính phủ về sử dụng hệ quy chiếu và hệ toạ độ quốc gia Việt nam;
- Thông tư số 973/2001/TT-TCĐC ngày 20/60/2001 của Tổng cục Địa chính ( nay là Bộ Tài nguyên và Môi trường ) hướng dẫn áp dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000;
- Quyết định số 83/2000/QĐ – TT ngày 12/07/2000 của thủ Tướng Chính Phủ về sử dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia Việt Nam.
III.3.2.2. Trình tự tiến hành khảo sát địa hình
- Chuẩn bị những tài liệu cần thiết bao gồm: những tài liệu điều tra kinh tế-xã hội và tài liệu khảo sát trước đây đã thực hiện ( nếu có liên quan ), các tài liệu, bản vẽ, bản đồ về quy hoạch tuyến;
- Tiến hành bàn giao tim, mốc công trình với chủ đầu tư;
- Nghiên cứu bản đồ tỉ lệ nhỏ;
- Vạch hướng tuyến tổng quát của công trình trên bản đồ;
- Căn cứ vào hướng tuyến chung đã vạch trên bản đồ tỉ lệ nhỏ để chuyển sang nghiên cứu trên bản đồ tỉ lệ lớn với mức độ chi tiết hơn, có kết hợp đầy đủ với địa hình địa vật;
- Thị sát và đo đạc tuyến ngoài thực địa;
- Kết thúc công tác khảo sát, tổng hợp kết quả, nghiệm thu và lập báo cáo khảo sát.
III.3.2.3. Phương pháp thực hiện
a. Công tác đo đạc
- Sử dụng các máy móc thiết bị đo đạc sau:
+ Máy đo GPS loại Trimble 4000SST và R7 : 04 cái và các dụng cụ chuyên dụng đi kèm .
+ Máy toàn đạc điện tử GTS 226 : 01 cái và các dụng cụ chuyên dụng đi kèm . + Máy thủy chuẩn PENTAX AL-270
+ Máy vi tính để sử lý số liệu : 02 chiếc + Phần mềm chuyên dụng kèm theo .
- Tất cả các máy móc, thiết bị đang trong thời gian sử dụng và được kiểm tra, kiểm nghiệm đầy đủ các hạng mục trước khi thi công.
b. Công tác thi công tại hiện trường.
Lưới khống chế đường chuyền cấp 2:
- Lưới khống chế đường chuyền cấp 2 đo bằng GPS được khởi từ các điểm tọa độ nhà nước mang phiên hiệu II-179, 646522.
- Dùng 04 máy GPS hai tần số loại 4000, SSE. 01 máy vi tính xách tay Toshiba A80.
- Phần mềm Trimble Geomatics Office .Và các dụng cụ kèm theo như chân máy, đế máy … Tất cả các máy móc, thiết bị đang trong thời gian sử dụng và được kiểm tra, kiểm nghiệm đầy đủ các hạng mục trước khi thi công.
- Đo 02 ca đo, thời gian đo một ca đo ≥ 1 giờ 30 phút. Trước khi đo có xem lịch đo GPS để lựa chọn thời gian đo tốt nhất. Quá trình đo tại trạm đo được tự động 15” ghi vào bộ nhớ một trị đo.
- Số liệu đo GPS (Rawdata), sau khi kiểm tra số liệu đo, tên điểm, và trị số chiều cao Antena được đưa vào tính cạnh (Basline) bằng phần mềm Gpsurvey 2.35. Có 100% các cạnh tính đạt các tiêu chuẩn đánh giá độ chính xác Rms, Refvar, Ratio.
- Cạnh tính được kiểm tra sai số khép hình mặt phẳng và chênh cao. Có 100% các hình khép đạt hạn sai cho phép. Sử dụng phần mềm Trimble Geomatics Office.
- Quá trình bình sai theo các bước :
+ Bình sai trong hệ tọa độ WGS-84.
+ Cải chính độ cao cho tất cả các điểm bằng mô hình WW15MGH.
+ Fix tọa độ các điểm gốc khởi tính.
+ Kiểm tra kết quả đánh giá độ chính xác và biên tập.
Lưới độ cao hạng kỹ thuật :
Lưới độ cao hạng kỹ thuật được đo qua tất cả các điểm đường chuyền cấp II mới thành lập . Sử dụng máy thủy chuẩn PENTAX AL-270 có hệ số phóng đại trên 25 lần và mia gỗ 2 mặt có gắn bọt nước. Máy, mia được kiểm nghiệm đầy đủ các mục đã quy định trong quy phạm và đạt yêu cầu sản xuất. Xử lý số liệu và tính toán bình sai được thực hiện trên máy vi tính bằng phần mềm PickNet
Đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/500 :
- Đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/500 bằng phương pháp toàn đạc .
- Máy dùng để đo là máy Total Station GTS-226, và các dụng cụ chuyên dụng đi kèm.
- Khi đo dùng bộ nhớ trong của máy để lưu trữ số liệu .
- Dùng phần mềm TOP2ASC để chuyền dữ liệu đo sang máy tính.
- Sử lý số liệu nội nghiệp vẽ bản đồ bằng phần mềm Trimmap sau đó xuất bản vẽ ra dưới dạng Autocad.
- Bản đồ được vẽ trên hệ tọa đo VN 2000 kinh tuyến 1050 45’ hệ độ cao hòn Dấu – Hải Phòng .
c. Công tác chỉnh lý số liệu và lập báo cáo kỹ thuật.