Sau khi đã hoàn thành công tác thực địa, cần phải tiến hành chỉnh lý tài liệu ở trong phòng để làm cơ sở cho lập báo cáo địa chất công trình. Nội dung và khối l−ợng của công việc này phụ thuộc vào mục đích, nhiệm vụ khảo sát, khối l−ợng công tác
141
khảo sát thực địa, ý nghĩa thực tế của tài liệu nghiên cứu. Nhìn chung, công tác chỉnh lý tài liệu trong phòng cần phải hoàn thành những nội dung cơ bản nh− d−ới đây. 1- Hệ thống hoá và hoàn chỉnh các tài liệu thực địa: Đối với tài liệu đo vẽ địa chất công trình, tr−ớc hết cần phải thống nhất nội dung mô tả, phân tích đánh giá trong nhật ký đo vẽ của các nhóm thực địa, lập bản đồ tài liệu thực tế. Trên cơ sở đó xác định ranh giới phân bố các loại đất đá, các đơn nguyên địa mạo, đ−a lên bản đồ các tài liệu đo vẽ địa chất, địa chất thuỷ văn, các yếu tố cấu tạo, kiến tạo, vị trí phân bố, c−ờng độ phát triển các hiện t−ợng địa chất động lực, ....
Đối với các tài liệu khoan đào thăm dò, cần thống nhất và chính xác lại tài liệu mô tả đất đá, sơ bộ phân chia địa tầng hố khoan đào, lập các hình trụ hố khoan, hình khai triển hố đào theo biểu mẫu quy định.
Từ kết quả thu đ−ợc của các thí nghiệm ngoài trời, quan trắc dài hạn địa chất công trình, tính toán các thông số địa chất công trình, địa chất thuỷ văn, lập các đồ thị, biểu đồ đặc tr−ng cho động thái của các yếu tố địa chất công trình.
2- Xử lý thống kê toán học các số liệu thí nghiệm: Từ kết quả thí nghiệm trong phòng và ngoài trời, trên cơ sở các lớp đất đá đã đ−ợc phân chia sơ bộ theo tài liệu đo vẽ, khoan đào thăm dò tại hiện tr−ờng, tiến hành xác định giá trị tiêu chuẩn, giá trị tính toán và các đặc tr−ng thống kê theo quy định của tiêu chuẩn xây dựng. Từ đó xác định chính xác ranh giới phân chia đất đá theo mặt bằng và chiều sâu.
3- Lập bản đồ, mặt cắt địa chất công trình và các tài liệu phụ trợ khác: Bản đồ địa chất công trình đ−ợc thành lập từ tài liệu đo vẽ địa chất công trình, khoan đào, thí nghiệm, quan trắc, .... Tr−ớc khi vẽ bản đồ địa chất công trình, cần phải thành lập chú giải địa chất công trình để thể hiện nguyên tắc phân chia và ph−ơng pháp thể hiện trên bản đồ địa chất công trình.
Mặt cắt địa chất công trình phải đ−ợc lập theo những tuyến sao cho phản ánh đầy đủ nhất đặc điểm địa chất công trình của diện tích nghiên cứu. Trên mặt cắt thể hiện các yếu tố của điều kiện địa chất công trình, trong đó đất đá đ−ợc phân chia chi tiết trên cơ sở tài liệu hiện tr−ờng và kết quả thí nghiệm trong phòng xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất đá nh− đã nêu ở trên.
Trong những tr−ờng hợp cần thiết, thành lập các bản đồ phụ trợ nh− bản đồ phân vùng địa chất công trình, bản đồ phân bố cactơ, bản đồ phân bố bề mặt đá gốc, bản đồ phân bố tr−ợt, bản đồ phân bố đất yếu, ... và các biểu đồ, đồ thị khác.
4- Phân tích tài liệu để lập báo cáo, đ−a ra nhận xét, kết luận, kiến nghị: Tuỳ theo mục đích, yêu cầu và nhiệm vụ nghiên cứu mà có những nhận xét, kết luận, kiến nghị cho phù hợp với thực tế. Các nhận xét, đánh giá phải đ−ợc luận chứng rõ ràng dựa trên những phân tích cụ thể từ kết quả nghiên cứu.
5- Lập báo cáo địa chất công trình: Báo cáo địa chất công trình gồm bản thuyết minh và các phụ lục tính toán, bản vẽ kèm theo để minh hoạ, khẳng định và chứng minh cho các nhận xét, kết luận trong bản thuyết minh.
Thuyết minh báo cáo địa chất công trình phải thể hiện đ−ợc tất cả các kết quả nghiên cứu địa chất công trình đã thực hiện. Nội dung của bản thuyết minh phải đáp ứng yêu cầu của công tác quy hoạch hay thiết kế xây dựng công trình. Tuỳ theo nhiệm vụ khảo sát, đặc điểm, quy mô của công trình xây dựng mà nội dung thuyết minh báo cáo địa chất công trình có thể đ−ợc bố cục khác nhau.
142
∗ Khi khảo sát địa chất công trình cho các đối t−ợng xây dựng có quy mô lớn, liên quan đến không gian nghiên cứu rộng hoặc khi nghiên cứu địa chất công trình phục vụ cho mục đích quy hoạch, khai thác kinh tế lãnh thổ nói chung thì nội dung báo cáo gồm 2 phần lớn: chung và chuyên môn.
Nội dung phần chung thể hiện các đặc điểm chung của khu vực nh− điều kiện địa lý tự nhiên, địa hình, địa mạo, cấu trúc địa chất, địa chất thuỷ văn, các hiện t−ợng địa chất, .... Những đặc điểm này cần đ−ợc trình bày ngắn gọn, xúc tích. Mức độ chi tiết của chúng phụ thuộc vào đặc điểm, quy mô của công trình xây dựng.
Phần chuyên môn chủ yếu đánh giá điều kiện địa chất công trình của diện tích nghiên cứu, tính toán và dự báo về khả năng phát sinh các vấn đề địa chất công trình. Nội dung mô tả đi sâu làm rõ các yếu tố của điều kiện địa chất công trình. Tuỳ thuộc vào giai đoạn khảo sát, thiết kế, đặc điểm công trình xây dựng mà nhấn mạnh đến các yếu tố có ý nghĩa quan trọng đối với mục đích nghiên cứu.
∗ Khi khảo sát địa chất công trình cho các công trình có quy mô nhỏ và công trình riêng lẻ, xây dựng trong vùng có điều kiện tự nhiên, địa chất ddaxdd]ơcj nghiên cứu nhiều, nội dung thuyết minh báo cáo địa chất công trình chủ yếu thể hiện đánh giá điều kiện địa chất công trình và các vấn đề địa chất công trình của diện tích nghiên cứu.
143 Ch−ơng 6
khảo sát địa chất công trình để xây dựng công trình 6.1. Nhiệm vụ khảo sát địa chất công trình
Trong cuộc sống của con ng−ời, nhu cầu xây dựng các loại công trình khác nhau là một tất yếu, không thể thiếu, nhằm phục vụ cho phát triển kinh tế, xã hội. Để thoả mãn các yêu cầu cả về kỹ thuật và kinh tế, tr−ớc khi xây dựng các công trình, bao giờ ng−ời ta cũng phải thiết kế chúng, dựa trên cơ sở các tài liệu khảo sát từ thực địa nh− tài liệu địa hình, thuỷ văn, địa chất thuỷ văn, địa chất công trình và một số tài liệu liên quan khác. Bởi vậy, có thể nói, khảo sát địa chất công trình là một bộ phận quan trọng của khảo sát xây dung. Nó là phần công tác chuẩn bị không thể thiếu khi thiết kế, thi công xây dựng các công trình.
Công tác khảo sát địa chất công trình phục vụ cho thiết kế xây dựng công trình cần phải giải quyết những nhiệm vụ quan trọng sau:
- Làm sáng tỏ điều kiện địa chất công trình của phạm vi nghiên cứu, trên cơ sở đó chọn đ−ợc vị trí cũng nh− thứ tự xây dựng thích hợp;
- Trên quan điểm địa chất công trình, luận chứng sự hợp lý về kinh tế và kỹ thuật của việc xây dựng công trình;
- Dự báo các vấn đề địa chất công trình có thể phát sinh khi xây dựng và sử dụng công trình, từ đó tìm ra biện pháp xử lý đúng đắn;
- Cung cấp tài liệu làm cơ sở cho việc thiết kế các giải pháp xây dựng trong quá trình thi công hay xử lý nền móng công trình.
Nhìn chung, quá trình khảo sát địa chất công trình cho một diện tích dự kiến xây dựng công trình luôn đ−ợc tiến hành theo một trình tự nhất định từ tổng thể đến chi tiết. Trình tự đó đ−ợc thể hiện ở các giai đoạn khảo sát địa chất công trình. Các giai đoạn này đ−ợc phân chia theo một hệ thống phù hợp với giai đoạn thiết kế. Tài liệu địa chất công trình thu thập ở mỗi giai đoạn khảo sát đ−ợc dùng để luận chứng cho bản thiết kế công trình trong giai đoạn thiết kế t−ơng ứng.
6.2. Các giai đoạn thiết kế và khảo sát địa chất công trình 6.2.1. Các giai đoạn thiết kế công trình 6.2.1. Các giai đoạn thiết kế công trình
Từ thực tế phát triển kinh tế cho thấy, để đảm bảo hiệu quả của công tác đầu t− thì quá trình xây dựng công trình cần phải thực hiện theo một trình tự nhất định. Vì vậy, ng−ời ta đã chia quá trình đầu t− xây dựng thành những b−ớc và giai đoạn khác nhau, nhằm giải quyết những nhiệm vụ phù hợp với yêu cầu đặt ra.
Nghị định số 42CP ngày 6- 7- 1996 của Chính phủ quy định, quá trình đầu t− xây dựng phải qua 3 b−ớc: chuẩn bị đầu t− (lập dự án); thực hiện đầu t− (thiết kế xây dựng) và kết thúc đầu t− (đ−a công trình vào sử dụng).
1- B−ớc chuẩn bị đầu t− đ−ợc chia thành hai giai đoạn: nghiên cứu tiền khả (thi báo cáo lập dự án đầu t−) và nghiên cứu khả thi (lập dự án đầu t−).
a- Giai đoạn nghiên cứu tiền khả thi: Giai đoạn này giải quyết nhiệm vụ chủ yếu là khẳng định sự cần thiết, tính hợp lý và hiệu quả của dự án đầu t− xây dựng cả về mặt kinh tế và kỹ thuật.
b- Giai đoạn nghiên cứu khả thi: Nhiệm vụ của giai đoạn này là xác định chính xác vị trí công trình ở điều kiện xây dựng đã chọn, xác định quy mô, kiểu, loại và các
144
thông số kỹ thuật cơ bản của công trình và thiết kế sơ bộ chúng, lựa chọn ph−ơng án và giải pháp kỹ thuật thi công xây dựng công trình.
Việc thực hiện các giai đoạn này phụ thuộc vào quy mô công trình đầu t−. Đối với công trình lớn, quan trọng thì phải thực hiện đầy đủ cả hai giai đoạn, còn trong tr−ờng hợp khác thì chỉ cần thực hiện giai đoạn nghiên cứu khả thi.
2- B−ớc thực hiện đầu t− cũng đ−ợc chia thành hai giai đoạn: thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ thi công.
a- Giai đoạn thiết kế kỹ thuật: Giai đoạn này có nhiệm vụ thành lập bản thiết kế kỹ thuật làm cơ sở để xây dựng công trình. Trong đó, phải tính toán, thiết kế chi tiết kết cấu, vật liệu, giá thành công trình, đánh giá ổn định, điều kiện xây dựng, điều kiện khai thác công trình và đề ra giải pháp tổ chức thi công thích hợp. Ngoài ra, còn phải luận chứng tất cả các giải pháp kỹ thuật đ−ợc áp dụng nhằm bảo đảm sự ổn định, làm việc bình th−ờng và tuổi thọ của công trình, đảm bảo an toàn khi khai thác chúng. b- Giai đoạn thiết kế bản vẽ thi công: Giai đoạn thiết kế bản vẽ thi công giải quyết nhiệm vụ còn lại của thiết kế kỹ thuật khi chuyển các công trình thiết kế từ bản vẽ ra thực địa, làm chính xác thêm các chi tiết thiết kế cũng nh− điều kiện tự nhiên của từng giải pháp kỹ thuật có ảnh h−ởng đến ổn định công trình, thiết kế ph−ơng pháp thi công xây dựng, lập hồ sơ thi công các hố móng, các công trình khai đào, tiến hành các nghiên cứu ngoài trời cần thiết khác, ... làm cơ sở cho chính xác hoá các tham số tính toán của công trình mà trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật ch−a thể giải quyết đ−ợc. Các giai đoạn của b−ớc thực hiện đầu t− th−ờng đ−ợc thực hiện đầy đủ đối với các loại công trình. Tuy nhiên, trong điều kiện đã có hiểu biết nhiều về điều kiện tự nhiên của lãnh thổ, các công trình xây dựng t−ơng tự đã đ−ợc xây dựng nhiều, thiết kế định hình đ−ợc áp dụng rộng rãi, công nghệ thi công phổ biến, các kinh nghiệm xây dựng đã đ−ợc tích luỹ phong phú thì đối với những công trình có điều kiện thi công không phức tạp, có thể cho phép rút ngắn quá trình thiết kế xuống còn một giai đoạn và đ−ợc gọi là thiết kế kỹ thuật- thi công. Giai đoạn này phải giải quyết đồng thời các nhiệm vụ về chọn vị trí xây dựng, xác định các tham số kỹ thuật công trình, tính toán thiết kế xây dựng, giải pháp thi công công trình, ....
6.2.2. Các giai đoạn khảo sát địa chất công trình
Do quá trình đầu t− xây dựng công trình đ−ợc tiến hành theo giai đoạn nên việc khảo sát địa chất công trình cũng đ−ợc tiến hành theo giai đoạn t−ơng ứng, bao gồm: khảo sát địa chất công trình sơ l−ợc; khảo sát địa chất công trình sơ bộ; khảo sát địa chất công trình chi tiết và khảo sát địa chất công trình bổ sung. Các giai đoạn này có nhiệm vụ cụ thể khác nhau nhằm đáp ứng các yêu cầu nghiên cứu của các giai đoạn thiết kế t−ơng ứng (xem các sơ đồ d−ới đây).
Các giai đoạn thiết kế
Nghiên cứu
khả thi Thiết kế kỹ thuật Nghiên cứu
tiền khả thi Lập bản vẽ thi công Khảo sát
ĐCCT sơ l−ợc ĐCCT sơ bộ Khảo sát ĐCCT chi tiết Khảo sát ĐCCT bổ sung Khảo sát Thiết kế
xây dựng Lập
145
1- Khảo sát địa chất công trìnhsơ l−ợc: Nhiệm vụ khảo sát địa chất công trình sơ l−ợc là cung cấp các tài liệu làm cơ sở lập luận chứng kinh tế kỹ thuật cho đầu t− xây dựng công trình. Công tác khảo sát địa chất công trình trong giai đoạn này chỉ đ−ợc thực hiện một cách khái quát, kết hợp với việc thu thập các tài liệu l−u trữ, tài liệu công bố đã có về đối t−ợng xây dựng trên diện tích nghiên cứu.
2- Khảo sát địa chất công trình sơ bộ: Giai đoạn khảo sát địa chất công trình sơ bộ th−ờng đ−ợc tiến hành trên các ph−ơng án hay khoảnh đất xây dựng để chọn ra ph−ơng án (khoảnh đất) tốt nhất, cung cấp tài liệu cho thiết kế sơ bộ công trình. Vì vậy trong giai đoạn này, cần phải chú ý các yếu tố điều kiện địa chất công trình có vai trò quyết định lựa chọn vị trí xây dựng công trình. Nếu vị trí xây dựng công trình đã đ−ợc xác định thì khảo sát địa chất công trình sơ bộ có nhiệm vụ chủ yếu là cung cấp tài liệu cho thiết kế sơ bộ, xác định các tham số kỹ thuật chủ yếu của công trình.
3- Khảo sát địa chất công trìnhchi tiết: Giai đoạn này đ−ợc tiến hành trên ph−ơng án (khoảnh đất) đã đ−ợc chọn, nhằm làm sáng tỏ một cách đầy đủ, chính xác điều kiện địa chất công trình tại vị trí xây dựng công trình, cung cấp tài liệu cho thiết kế kỹ thuật xây dựng công trình. Cụ thể: chính xác hoá vị trí của công trình thiết kế; xác định loại móng, lớp đất đặt móng, chiều sâu đặt móng công trình, các tham số tính toán của đất nền; tính toán kết cấu công trình, điều kiện thi công xây dựng, ....
4- Khảo sát địa chất công trình bổ sung: Đây là giai đoạn khảo sát cuối cùng đ−ợc tiến hành nhằm làm chính xác hoá các tài liệu cung cấp cho thiết kế kỹ thuật và bổ sung thêm các tài liệu mới, tài liệu chi tiết về địa chất công trình làm cơ sở cho lập các bản vẽ thi công. Giai đoạn này đ−ợc tiến hành sau khi bản thiết kế kỹ thuật đ−ợc xét duyệt và có thể tr−ớc hoặc đồng thời trong quá trình xây dựng tuỳ theo mức độ phức tạp của điều kiện thi công.
6.3. Điều kiện địa chất công trình và vấn đề địa chất công trình 6.3.1. Điều kiện địa chất công trình 6.3.1. Điều kiện địa chất công trình
Điều kiện địa chất công trình là tổng hợp các yếu tố địa chất tồn tại trong tự nhiên ảnh h−ởng tới việc thi công, xây dựng và sử dụng công trình.
Do là những yếu tố địa chất tự nhiên nên sự tồn tại của điều kiện địa chất công trình hoàn toàn mang tính khách quan và đóng vai trò thuận lợi hay không thuận lợi một cách t−ơng đối tuỳ thuộc vào loại, quy mô của công trình xây dựng, tức là phụ thuộc vào quan hệ t−ơng tác giữa công trình và môi tr−ờng địa chất.
1. Các yếu tố điều kiện địa chất công trình
Các yếu tố chủ yếu của điều kiện địa chất công trình bao gồm: đặc điểm địa hình, địa mạo; cấu trúc địa chất; đặc điểm phân bố và tính chất cơ lý của các loại đất đá; đặc