II. CÁC PHƯƠNG PHÁP THĂM DỊ LẤY MẪU
2. Nguyên lý hoạt động lấy mẫu pittơng
Hình 4: Nguyên lý hoạt động lấy mẫu píttơng
1) Ống mẫu thành mỏng; 2) Pittơng cĩ jioăng; 3) Cần pittơng; 4) Khớp bi; 5) Cần ấn mẫu; 6) Đầu mĩc; 7) Dây cáp; 8) Tăm-bua điều khiển cáp; 9) Chốt tăm-bua.
Hành trình hoạt động:
- Dừng ấn ống mẫu và thả đầu mĩc cho ngàm vào lớp bi.
- Tiếp tục ấn ống mẫu từ từ xuống, đồng thời chốt chặt cáp để giữ pittơng đứng im. Khi đĩ, ống mẫu thành mỏng cắt đất chui vào ống bảo vệ ngồi. - Ấn ống mẫu đến hết chiều dài lấy mẫu.
- Kéo cần pittơng lên (khớp bi dưới sẽ tự nhả khi giật lên) khỏi mặt đất. - Rút ống mẫu lên và lấy mẫu ra.
II.2.5 Phương pháp lấy mẫu lõi đất, đá
Với đá (hoặc đất dính chặt cứng) cĩ thể dùng ống lấy lõi và sử dụng phương pháp khoan xoay để lấy lỏi đất hoặc đá. Các mẫu lỏi đất, đá này giữ được tối đa trạng thái nguyên dạng cấu trúc của vật liệu và cĩ thể sử dụng để thí nghiệm tính chất cơ lý trong phịng thí nghiệm.
Mẫu lỏi là các thỏi đất, đá được cắt (thong qua khoan xoay) bởi các lưỡi cắt (hợp kim hoặc kim cương) gắn liền với ống mẫu lõi loại đơn hoặc lồng đơi. Đường kính lỗ khoan lấy lõi và các lõi đá lấy được tuỳ thuộc đặc trưng đất đá, khả năng thiết bị, chiều sâu khoan và mục đích sử dụng. Các đường kính danh định lõi đất, đá, thường sử dụng khoan xoay cho mục đích khảo sát, thể hiện trong bảng 9.
Bảng 9: đường kính lõi thơng dụng (theo BS 4019/1:1974).
Kích cỡ thiết kế
(BS 4019/1:1974) Đường kính hố khoan(mm) Đường kính lõi(mm)
E 37 21
A 48 30
B 60 42
N 75 54
H 99 76
Cấu tạo đặc trưng của một ống lấy lõi gồm 3 bộ phận chính:
- Lưỡi cắt: dung để xoay cắt lõi đất đá, được tạo bằng hai chất liệu hợp kim và kim cương được sử dụng tuỳ theo độ cứng của đất đá. Gắn liền giữa lưỡi cắt và ống mẫu thường lắp một bộ phận măng xơng, ở đĩ cĩ gắn các lẫy hoặc hom giỏ để giữ lỏi khơng bị tụt khi rút lên. Tuỳ theo độ cứng đất, đá mà điều chỉnh vận tốc quay cũng như sử dụng loại lưỡi cắt hợp kim cương thích hợp:
o Với đất và đá mềm yếu thường sử dụng lưỡi cắt hợp kim CT. o Với đá cứng vừa đến cứng, thường sử dụng lưỡi cắt hợp kim CA. o Với đất đá rất cứng cần sử dụng lưỡi cắt dim cương.
- Ống mẫu: dùng để chứa lõi sau khi cắt và định hướng dung dịch chảy từ trong cần khoan qua lõi đẩy mùn khoan lên mặt đất. Ống mẫu cĩ thể là ống đơn hoặc ống lồng đơi tuỳ theo đặc trưng chất lượng đá (mức độ phong hố) và yêu cầu lấy mẫu.
o Ống mẫu đơn: thường được sử dụng cho đá liền khối, chất lượng tốt. Đá bị lưỡi cắt, cắt thành lõi, chui vào ống. Dung dịch khoan chui từ cần khan qua đầu vào khe lõi đá và thành ống mẫu xuống lưỡi cắt để đẩy ngược mùn khan lên mặt đất.
o Ống mẫu lồng đơi: thường được sử dụng cho đá phong hố, đất tàn tích, dễ bị gãy vỡ và khĩ lấy lõi. Khi khoan lấy lõi thì ống ngồi và lưỡi cắt xoay để cắt đất đá. Lõi đá sau khi cắt chui vào và được giữ
đứng yên ở ống thứ hai nằm trong. Dung dịch khoan chỉ chảy trong khe giữa hai ống mà khơng sối qua lõi đất đá để làm hỏng lõi. Mục đích này là giữ cho lõi đất, đá khơng bị xoay, lắc và bị dung dịch sối vào làm hỏng.
- Đầu ống mẫu: để nối giữa ống mẫu và cần khoan, cĩ các lỗ để phân bố dung dịch chảy từ cần khoan vào ống mẫu.
- Cấu tạo và chu trình vận hành của một ống lấy lõi đơn và lồng đơi thể hiện trong hình 5.
Tài liệu tham khảo:
Tiêu chuẩn kỹ thuật Cơng trình Giao thơng tập VI, Nhà xuất bản Giao thơng Vận tải, Hà Nội 2001.
1. Qui trình khoan thăm dị địa chất cơng trình: 22 TCN 259-200.
2. Qui trình khảo sát địa chất cơng trình các cơng trình đường thuỷ: 22 TCN 260-200.
3. Qui trình khảo sát thiết kế nền đường ơ tơ đắp trên đất yếu – Tiêu chuẩn thiết kế: 22 TCN 262-200.
4. Qui trình khảo sát đường ơ tơ: 22 TCN 263-200.
5. Qui định nội dung tiến hành lập hồ sơ báo cáo nghiên cứu tiền khả thi các dự án xây dựng kết cấu hạ tầng GTVT: 22 TCN 268-200.
6. Các tiêu chuẩn ngành 20 TCXD 78 : 1997 “Khảo sát cho xây dựng – nguyên tắc cơ bản”, “Khảo sát cho xây dựng công nghiệp”, “Khảo sát cho xây dựng đô thị và nông thôn” và 20 TCXD 21:1986 “Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc” (Phần khảo sát cho thiết kế móng cọc ).