Nghiên cứu giải pháp đắp đê bằng vật liệu địa phương và đắp đê trên nền đất yếu từ quảng ninh đến quảng nam các phương pháp khảo sát địa kỹ thuật phù hợp với đê vùng ven biển

Thiết bị khoan: Xác định chiều dày và sự phân bố của các lớp đất nghiên cứu - Khoan tay: Được sử dụng thường xuyên trong công tác khảo sát đê sông, đê biển... Tuy nhiên công tác khảo sá

VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM

BÁO CÁO TỔNG KẾT CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU

CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT KỸ THUẬT

PHÙ HỢP VỚI ĐÊ VÙNG VEN BIỂN

THUỘC ĐỀ TÀI:

“NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐỂ ĐẮP ĐÊ BẰNG VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG VÀ ĐẮP TRÊN

NỀN ĐẤT YẾU TỪ QUẢNG NINH ĐẾN QUẢNG NAM”

Mã số: 05 Thuộc chương trình: NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHỤC VỤ XÂY

DỰNG ĐÊ BIỂN VÀ CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN

Chủ nhiệm đề tài: PGS TS Nguyễn Quốc Dũng

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam

7579-5

22/12/2009

Hà Nội 2009

I GIỚI THIỆU CHUNG 2

I.1 Mục đích và yêu cầu khảo sát 2

I.2 Đặc điểm địa chất vùng ven biển .2

I.3 Các loại thiết bị phục vụ công tác khảo sát địa chất phù hợp với đất ven biển 3

I.4 Thành phần khối lượng khảo sát địa chất 5

II YÊU CẦU KHẢO SÁT VÀ THÍ NGHIỆM: 6 II.1 Yêu cầu khảo sát công trình theo TCN: 6

II.2 Yêu cầu khảo sát đối với các loại đất: 7

II.3 Công nghệ và điều kiện làm việc 8

II.4 Khối lượng khảo sát các giai đoạn 10

III PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT, THIẾT BỊ VÀ KỸ THUẬT SỬ DỤNG PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÙNG VEN BIỂN 25 3.1 Thiết bị xuyên động (Xuyên tiêu chuẩn SPT) 25

3.2 Thí nghiệm xuyên động 25

3.3 Thiết bị xuyên tĩnh (CPT): 25

3.4 Thí nghiệm cắt cánh hiện trường: 25

3.5 Xác định dung trọng đất bằng phương pháp rót cát thay thế 25

3.6 Thí nghiệm nén bàn tải trọng tĩnh 25

3.7 Thí nghiệm vi xuyên và vi cắt cánh 25

3.8 Khoan khảo sát: 67

IV NỘI DUNG BÁO CÁO VÀ SẢN PHẨM GIAO NỘP 25 4.1 Thành phần hồ sơ địa chất công trình giai đoạn DAĐT : 25

4.2 Thành phần hồ sơ địa chất công trình giai đoạn TKKT 28

4.3 Thành phần hồ sơ địa chất công trình giai đoạn BVTC 30

TÀI LIỆU THAM KHẢO………36

liệu địa phương

CHUYÊN ĐỀ 6: CÁC PHƯƠNGPHÁP KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT PHÙ HỢP VỚI ĐÊ VÙNG VEN BIỂN ĐẮP BẰNG VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG

I GIỚI THIỆU CHUNG

I.1 Mục đích và yêu cầu khảo sát

- Mục đích của công tác khảo sát là xác định được những đặc điểm thích hợp của hiện trường cho một dự án và qua đó cung cấp những thông tin cần thiết cho công tác thiết kế, lập kế hoạch thi công và đánh giá kinh tế

- Làm sáng tỏ điều kiện địa chất công trình ở các vùng tuyến nghiên cứu để lựa chọn vùng tuyến tối ưu

- Đề xuất các biện pháp để xử lý các vấn đề phức tạp về điều kiện địa chất công trình

- Đánh giá về trữ lượng, chất lượng của vật liệu xây dựng thiên nhiên để xây dựng công trình

- Dự báo các thay đổi có thể xảy ra do hâu quả của chính các công trình xây dựng của dự án và hâu quả của sự biến đổi này

- Xác định được tính chất cơ lý tổng quát và đặc thù cho từng mục đích và từng giải pháp nền móng khác nhau phục vụ thiết kế của các lớp đất, đá trong phạm

vi khảo sát

- Xác định mực nước dưới đất, các tầng chứa nước, cách nước và sự biến đổi theo mùa Đánh giá tính chất ăn mòn và xâm thực của nước dưới đất với vật liệu xây dựng

- Với hiện trường lớn và điều kiện bất đồng nhất cần khoanh khu có cùng điều kiện đất nền và đánh giá điều kiện kỹ thuật cho từng khu

I.2 Đặc điểm địa chất vùng ven biển

Phân bố dọc theo bờ biển là các thành tạo trầm tích trẻ thuộc thống Holocen

hệ Đệ Tứ có các dạng nguồn gốc: trầm tích biển (mQ3IV), sông biển (amQ3IV), biển gió (mvQ3IV) với các thành tạo cát, cát pha, sét pha, sét chứa mùn thực vật Trạng thái dẻo đến dẻo mềm nhiều chỗ dẻo chảy Đường kính hạt thay đổi trong khoảng từ 0,005÷0,5mm.Góc ma sát trong ϕ = 3o44’÷28o30’, lực dính c = 0,028÷0,195kg/cm2, trọng lượng thể tích γ = 1,43÷2.02kg/cm3 Đối với khu vực miền trung do ảnh

liệu địa phương

hưởng của hệ bồi tích sông biển tại vùng bờ biển hình thành tầng bồi tích hạt thô tích tụ khá dày dưới các dạng cồn cát, đụn cát và bãi cát mỏng ven bờ, kéo dài như liên tục Theo các tài liệu địa chất đã thu thập thì các tuyến đê biển nằm trực tiếp trên hai dạng nền phổ biến sau:

1 Lớp đất nền với thành tạo chủ yếu là cát pha màu xám trắng, xám đen, xám xanh lẫn hữu cơ, cát pha màu xám sáng xám vàng có lẫn thạch anh, vỏ sò, vỏ hến

2 Lớp đất nền có thành tạo sét pha màu xám nâu, nâu đen, sét màu xám xanh, xám nhạt

I.3 Các loại thiết bị phục vụ công tác khảo sát địa chất phù hợp với đất ven biển

I.3.1 Thiết bị khoan:

Xác định chiều dày và sự phân bố của các lớp đất nghiên cứu

- Khoan tay: Được sử dụng thường xuyên trong công tác khảo sát đê sông, đê biển

- Khoan máy: Áp dụng trong trường hợp đặc biệt và có sự đồng ý của cấp có thẩm quyền

Có rất nhiều các loại máy như: UKB 12/25, GX1T, XJ100, XJ100-1A, Zam300, ZAM 500, Zip 150.ZIV-2.5A Nhưng đối với đặc thù công trình đê biển

có chiều sâu khảo sát nhỏ <30m Điều kiện địa hình khó khăn do đó thường sử dụng phổ biến nhất là các máy khoan loại nhỏ cố định không tự hành như UKB12/25, XJ100, XJ100-1A

liệu địa phương

Máy khoan XJ 100

I.3.2 Thiết bị thí nghiệm hiện trường

a) Thiết bị rót cát:

Kiểm tra nhanh độ chặt của nền

b) Máy nén nở hông và máy cắt cánh

- Máy thí nghiệm đất trong điều kiện nở hông, xác định ra qu

- Máy cắt cánh hiện trường tìm ra sức kháng cắt không thoát nước của đất, phục vụ cho tính toán ổn đinh nền công trình

liệu địa phương

c) Máy xuyên tĩnh: Phổ biến nhất là máy Pilcon và Gouda

- Xác định sơ đồ cấu tạo các lớp đất trong phạm vi độ sâu thí nghiệm

- Khoanh vùng các khu vực đất yếu hay nền đá gốc năm dưới tầng trầm tích bở rời

- Xác định bề dày và độ chặt cũng như mức độ đồng nhất của nền đất đắp

d) Thí nghiệm xuyên động: Xuyên tiêu chuẩn SPT

- Xác định chiều dày của các lớp đất đã xuyên qua

- Xác định chiều sâu lớp đất chịu tải

- Xác định độ chặt, trạng thái, môdun tổng biến dạng và khả năng chịu tải của đất

I.3.3 Thiết bị thí nghiệm trong phòng

a Máy nén ba trục:- Tìm ra sức kháng cắt của đất trong điều kiên thực tế theo các

sơ đồ cắt UU, CU, CD

liệu địa phương

I.4 Thành phần khối lượng khảo sát địa chất

I.4.1 Giai đoạn lập báo cáo đầu tư

- Thu thập, phân tích đánh giá các tài liệu đã có

- Đo vẽ địa chất công trình tuyến

- Khoan, đào, xuyên

- Thí nghiệm trong phòng và ngoài trời (SPT, CPT, cắt cánh, nén bàn tải trọng )

- Đo địa vật lý

- Lập hồ sơ địa chất công trình

I.4.2 Giai đoạn thiết kế kỹ thuật bản vẽ thi công

- Khoan đào

- Các thi nghiệm cơ lý đất đá

- Các thí nghiệm hiện trường

- Lập hồ sơ báo cáo hoàn công về các nội dung địa chất công trình

II YÊU CẦU KHẢO SÁT VÀ THÍ NGHIỆM:

Việc xác định thành phần khối lượng khảo sát địa chất phụ thuộc vào quy mô công trình - loại công trình và các giai đoạn tiến hành dự án.Do đó các điều kiện thí nghiệm cũng khác nhau tuỳ theo các loại công trình và công nghệ ứng dụng trong thiết kế để tính toán Đối với mỗi loại công nghệ khác nhau thì yêu cầu phân tích thí nghiệm cũng khác nhau:

II.1 Yêu cầu khảo sát công trình theo TCN:

Hiện tại chưa có tiêu chuẩn ngành riêng cho lĩnh vực khảo sát địa chất công trình đối với công trình đê điều Tuy nhiên công tác khảo sát vẫn phải đảm bảo được các yêu cầu sau:

- Làm sáng tỏ được điều kiện địa chất công trình các tuyến, vùng nghiên cứu

- Đề xuất các biện pháp xử lý đối với các loại đất nền

- Lựa chọn được tuyến thiết kế hợp lý về điều kiện địa chất nền

liệu địa phương

- Đánh giá được trữ lượng của các mỏ vật liệu sử dụng cho công trình

II.2 Yêu cầu khảo sát đối với các loại đất:

- Đối với loại đất phân tán: Đất cát đến sạn sỏi:

+ Thí nghiệm xuyên: chúng ta nên sử dụng thí nghiệm xuyên động (xuyên tiêu

chuẩn SPT)

- Đối với đất dính: Thành phần hạt bụi đến sét chiếm đa số:

+ Thí nghiệm xuyên: chúng ta nên sử dụng phương pháp xuyên tĩnh hiện trường

bằng máy Gouda…

+ Thí nghiệm cắt cánh hiện trường áp dụng xác định sức kháng cắt không thoát

nước của đất, được sử dụng cho các loại đất dính mềm yếu, bão hoà nước Thí

nghiệm này không áp dụng đối với đất có khả năng thoát nước nhanh (như đất loại

cát, đất hòn lớn), đất trương nở, đất lẫn nhiều mảnh đá, vỏ sò

- Các phương pháp khảo sát và thí nghiệm hiện trường cơ bản được lựa chọn phù

hợp với một số loại đất cơ bản được xác định theo bảng sau

Bảng 1: Lựa chọn phương pháp thiết bị khảo sát theo loại đất

Phương pháp khoan Phương pháp lấy mẫu nguyên dạng Phương pháp thí nghiệm hiện trường

Xoay ống mẫu lồng Xuyên

Đơn Đôi

Đóng ống mẫu

Nén mẫu Pitông SPT CPT

Nén ngang PMT

Cắt cánh VST Bùn, sét mềm yếu x xx 0 0 0 xx - x - xx Bùn, than bùn x x 0 0 0 xx - x 0 xx Sét cứng vừa x xx x x x 0 x x xx x Sét rất cứng xx x x xx x 0 x x xx 0 Bụi (sét pha cát) xx x 0 0 - - x xx x 0

Cát chảy, bão hoà xx x 0 0 0 0 x xx x 0 Cát chặt xx x 0 0 0 0 xx xx xx 0 Cát lẫn sạn xx - 0 0 0 0 xx x xx 0

liệu địa phương

II.3 Công nghệ và điều kiện làm việc

II.3.1 Các yêu cầu khảo sát thí nghiệm đối với các phương pháp (công nghệ) tăng

ổn định sử dụng trong đắp đê trên nền đất yếu

TT Giải pháp công nghệ Yêu cầu khảo sát, thí nghiệm

- Thí nghiệm cắt nhanh không thoát nước đối với đất nền (CU)

1 Đắp theo thời gian

- Thí nghiệm xác định hệ số φ, c ứng với

độ cố kết khác nhau

2 Đắp bệ phản áp - Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất nền và đất đắp (φ, c, γ )

- Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất đắp và nền.(φ, c, γ )

3 Đào hoặc thay thế một

phần hay toàn bộ móng - Xác định áp lực tiêu chuẩn (Rtc) trên mặt

lớp cát và lớp đất yếu xác định (φtc) của đất

- Xác định hệ số nở hông (qu), hệ số rỗng (e) ứng với các cấp áp lực khác nhau

- Thí nghiệm hệ số thấm, hệ số nhả nước (K, µ)

- Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý (φ,

liệu địa phương

- Thí nghiệm xác định hệ số cố kết ngang

- Thí nghiệm xác định hệ số rỗng e ứng với các cấp áp lực khác nhau φ, c ứng với các

10 Cố kết bằng hút chân không - Thí nghiệm xác định hệ số rỗng e, và các

chỉ tiêu cơ lý của đất nền

II.3.2.Yêu cầu về thí nghiệm tương ứng điều kiện làm việc:

1 Đối với đất đắp thân đê:

Trường hợp nguy hiểm đối với ổn định của đê là: Khi đê bị rút nước đột ngột trong trường hợp đang ngập nước bão hoà hoàn toàn Do vậy nên chọn sơ đồ không

cố kết, cắt nhanh không thoát nước (sơ đồ UU) đối với các mẫu chế bị hoàn toàn bão hoà nước

2 Đối với nền đê:

- Trong điều kiện bình thường nên dùng các cường độ đặc trưng chống cắt c,

- Nếu đắp trên nền có gia cố: Sử dụng sơ đồ cố kết nhanh xác định c, φ

- Nếu đắp đất theo giai đoạn sử dụng sơ đồ cố kết không thoát nước sơ đồ thí nghiệm nén 3 trục CU xác định (ccu và φcu)

II.3.3 Yêu cầu thí nghiệm theo giải pháp nền móng

Đối với các giải pháp nền móng khác nhau thì yêu cầu thí nghiệm áp dụng cũng khác nhau Sau đây là một số yêu cầu thí nghiệm tương ứng với các giải pháp nền móng khác nhau

liệu địa phương

Bảng 2: Lựa chọn phương pháp thí nghiệm theo giải pháp nền móng

Thí nghiệm hiện trường Thí nghiệm trong phòng

Sức kháng cắt Nén lún (OCT) Giải pháp nền móng SPT

N

CPT

qc

PMT Ep-Ip

xx: Phương pháp hiệu quả kiến nghị sử dụng

x: Phương pháp sử dụng được

- : Phương pháp kém hiệu quả, thận trọng khi sử dụng số liệu

0: Phương pháp không ý nghĩa hoặc không thể áp dụng

SPT: Xuyên tiêu chuẩn; CPT: Xuyên tĩnh; PMT: Nén ngang Menard;VST: Cắt cánh; TCT: Nén 3 trục; UCT: Nén nở hông; DST: Cắt trực tiếp; OCT: Nén một trục (cố kết)

II.4 Khối lượng khảo sát các giai đoạn

Thành phần khối lượng khảo sát địa chất cho đê điều được chúng tôi đưa ra dựa trên các tiêu chuẩn và quy phạm sau:

- Pháp lệnh đê điều;

- Quy phạm phân cấp đê;

- Thành phần nội dung và khối lượng khảo sát địa chất công trình trong các giai đoạn lập dự án và thiết kế công trình thuỷ lợi 14TCN 195 - 2006;

- Tiêu chuẩn thiết kế đê sông; (bản thảo tháng 7 năm 2002)

liệu địa phương

- Hướng dẫn thiết kế đê biển: 14TCN - 130 - 2002;

- Công trình Thuỷ lợi - các quy định chủ yếu về thiết kế: TCXDVN 285 - 2002

- Quy trình khảo sát vật liệuxây dựng

- Tuyển tập các tiêu chuẩn về đất xây dựng công trình thủy lợi ( Từ 14TCN

123 - 2002 đến 14TCN 129 -2002);

- Phân cấp đê được xác định theo phụ lục 1A và 1B

2.4.1.- Giai đoạn lập báo cáo đầu tư;

- Điều tra hiện trạng để đánh giá mức độ hư hỏng xuống cấp của tuyến đê và các công trình liên quan;

- Đề xuất biện pháp xử lý đê và các công trình liên quan

2.4.1.2 Thành phần và khối lượng khảo sát địa chất công trình:

2.4.1.2.1 Đối với các đê cấp 3 có chiều cao từ ≥ 5m đê cấp II, I và cấp đặc biệt

1) Đo vẽ địa chất công trình với tỷ lệ đo vẽ 1/10.000÷1/25.000

Phạm vi đo vẽ bao trùm toàn bộ các tuyến đê dự kiến và mở rộng ra mỗi bên (nếu nhiều tuyến đê thì lấy tuyến đê ngoài cùng và trong cùng) 200÷300m;

liệu địa phương

biệt với 10 ÷15 đê cấp II, III với 20÷25 đơn vị m2/điểm (Ví dụ: diện tích nghiên cứu 100m2 đối với đê cấp I là 10 7

15 10

5÷10m (tuỳ điều kiện địa tầng của nền đê và cấp đê)

7) Thí nghiệm địa chất thuỷ văn:

Đổ nước trong các lớp không chứa nước, với đoạn đổ từ 3÷5m mỗi lớp đất

- Đối với đê cấp I và cấp đặc biệt số mẫu cho mỗi lớp từ 6÷8 mẫu

9) Thí nghiệm phân tích hoá nước:

Mỗi loại nước dưới đất có từ 2÷3 mẫu phân tích hoá nước và đánh giá tính

ăn mòn bêtông của nước

liệu địa phương

2.4.1.2.2 Đối với đê cấp III có chiều cao trên 5m tới đê cấp I, II và cấp đặc biệt (không đo vẽ địa chất , đo địa vật lý xuyên S.PT, cắt cánh)

1) Khoan tay:

Khoan trên tim tuyến đê 300÷500m/hố và cứ 600÷1000m có một mặt cắt ngang, với ba hố khoan như đã nêu Độ sâu của hố tim từ 6÷10m các hố khác từ

5÷6m

2) Thí nghiệm địa chất thuỷ văn:

Đổ nước đảm bảo mỗi lớp có 1÷2 giá trị K thấm

3) Thí nghiệm cơ lý đất:

Mỗi lớp đất có từ 2÷3 mẫu thí nghiệm cơ lý lực học

2.4.1.2.3 Các công trình liên quan trên tuyến đê (cống, trạm bơm, ):

A Công trình cấp I ÷ III:

1) Đo địa vật lý: (chỉ thực hiện đối với đê cấp III trên ≥ 5m tới cấp đặc biệt)

Đối với nền phức tạp, nhất là đối với đê cấp I và cấp đặc biệt cần đo mặt cắt điện hoặc đo điện đa cực có kết hợp đo sâu điện Đối với đê cấp I và cấp đặc biệt là

10÷15 , đê cấp II, III là 20÷25 đơn vị tính m2/điểm

2) Khoan tay

Các công trình cấp I tại mỗi vị trí có hai mặt cắt địa chất theo tim và vuông góc với tim với số hố là 5 Trong đó hố tim có độ sâu thường tới 15m đảm bảo dưới đáy móng công trình từ dự kiến 2÷10m và lớn hơn 1,5B (B là bề rộng bản móng) Trường hợp gặp đất mềm yếu cần khoan thủng lớp đó và xuyên vào lớp tốt khoảng 2m nhưng trong mọi trường hợp không vượt quá 15 lần chiều sâu chôn móng (tính

Khi khoan gặp lớp đất mềm yếu cần tiến hành thí nghiệm cắt cánh.Tại mỗi lớp phải có từ 3 ÷ 5 giá trị τ

liệu địa phương

5) Thí nghiệm địa chất thuỷ văn:

- Đổ nước trong các lớp đất không chứa nước Mỗi đoạn đổ có chiều dài

7) Thí nghiệm cơ lý đất, cát, sỏi trong phòng:

Lấy mẫu nguyên dạng trong phạm vi hố móng công trình (bao gồm cả mái

hố móng) mỗi lớp có từ 3 ÷ 5 mẫu, đối với công trình cấp I và cấp đặc biệt có thể tăng lên 5÷ 8mẫu Mẫu cát sỏi nền từ 1÷ 2 mẫu

8) Thí nghiệm phân tích hoá nước:

Mỗi lớp nước lấy từ 1÷ 2 mẫu để phân tích hoá và đánh giá khả năng nước

ăn mòn bê tông của nước

B Các công trình cấp IV và V:

1) Khoan tay:

Chỉ khoan tay với một mặt cắt dọc theo tim của tuyến đê trong đó có 3 hố khoan Hố tim sâu từ 7÷ 10 m; các hố 2 bên sâu từ 5÷7 m

2) Thí nghiệm cơ lý đất trong phòng:

Mỗi lớp có từ 1-2 mẫu nguyên dạng Các thành phần công tác khác như đo địa vật lý, xuyên tĩnh SPT thường không tiến hành hoặc chỉ làm trong một số trường hợp đặc biệt

2.4.1.2.3 Khảo sát địa chất đối với đê bị xuống cấp cần được tu sửa

1) Đo vẽ hiện trạng:

Các đê bị hư hỏng xuống cấp có khả năng bị vỡ hoặc bị đe doạ nghiêm trọng cần khảo sát đánh giá mức độ hư hỏng để có kế hoạch tu sửa Do vậy công tác đo vẽ hiện trạng tuyến đê cần được thực hiện đầy đủ nhằm phản ánh các khuyết tật của đê Các hư hỏng đó được thể hiện trên bản đồ địa hình 1/10.000-1/2.000

2) Đo vẽ địa vật lý:

Đo rađa địa thám theo tuyến hoặc theo mạng ô vuông để phát hiện các ẩn hoạ như hang, tổ mối, xói ngầm, các khối không đồng nhất về độ rỗng, các vết nứt,

liệu địa phương

Tuy nhiên, phương pháp này chỉ có tác dụng tới độ sâu 3m Muốn tìm hiểu các khuyết tật đó sâu hơn phải dùng phương pháp điện đa cực với các tiêu chuẩn sau:

- Đối với công trình cấp I, II, III có từ 1-1.5 m2/điểm;

- Đối với côngtrình cấp IV và V có từ 2-2.5 m2/điểm hoặc với phương pháp

đo sâu điện với 20 điểm/Km

3) Khoan tay:

Khoan với cự ly 300 ÷ 500 m/hố Tại những vị trí có nứt đê trượt sạt, cần lập mặt cắt địa chất công trình ngang đê với mỗi mặt cắt 3 hố khoan Các hố khoan trên tim phải vào đất nền từ 2-5m, các hố khoan khác (cũng trong phạm vi đê) vào nền đê 1m

7) Thí nghiệm cơ lý đất, cát, sỏi trong phòng:

Quá trình khoan trên đê cần lấy mẫu nguyên dạng để thí nghiệm tính chất cơ

lý của đất đắp đê Khoan từ 2-5m lấy một mẫu nguyên dạng, đảm bảo sao cho mỗi lớp đất có từ 3-5 mẫu thí nghiệm

2.4.1.2.5 Khảo sát vật liệu xây dựng thiên nhiên:

liệu địa phương

Khảo sát với 50-60% khối lượng cho cấp B và 40-50% cho cấp C1 Dự trữ vật liệu với hệ số K= 2 so với yêu cầu của chủ nhiệm đồ án Tài liệu thể hiện trên bản đồ tỷ lệ 1/2.000 ÷ 1/10.000

1) Khoan tay, đào

- Khảo sát đối với đất dính:

+ Cấp C1: cự ly giữa các hố khảo sát 200-300m/hố;

+ Cấp B: cự ly giữa các hố khảo sát 50-200m/hố

Độ sâu hố khảo sát từ 3- 5 m Đào hết lớp đất hữu ích nhưng không quá 5m

- Khảo sát đối với cát sỏi:

+ Mỗi mỏ cát sỏi đào 1-2 hố;

+ Khoan hoặc đào hết tầng hữu ích nhưng đào không quá 3m và khoan không quá 5m

2) Thí nghệm các tính chất cơ lý:

- Các mỏ cấp C1 có từ 1-2 mẫu/lớp hữu ích;

- Các mỏ cấp B có từ 5-6 mẫu/lớp hữu ích;

- Cát sỏi lấy mỗi mỏ 1 mẫu/lớp hữu ích

2.4.2 Giai đoạn thiết kế kỹ thuật;

2.4.2.1 Mục tiêu:

- Xác định đầy đủ và chi tiết điều kiện địa chất công trình tuyến đã kiến nghị chọn trong giai đoạn lập dự án đầu tư để có đủ số liệu cơ bản về điều kiện địa chất công trình phục vụ cho thiết kế công trình;

- Xác định đầy đủ và chi tiết điều kiện địa chất công trình của các công trình liên quan trên toàn bộ tuyến đê đã chọn, so sánh chọn vị trí tối ưu cho từng hạng mục (nếu có nhiều phương án);

- Chọn phương án xủ lý nền móng công trình và thân đê cần sửa chữa, xác định các đoạn đê cần xử lý và thứ tự ưu tiên;

- Xác định lại trữ lượng và chất lượng các loại vật liệu xây dựng cung cấp các chỉ tiêu cơ lý lực học để thiết kế công trình hoặc chọn kết cấu hợp lý;

- Khảo sát bổ sung khi có sự thay đổi hoặc đề xuất mới của chủ nhiệm dự án 2.4.2.2 Thành phần và khối lượng khảo sát địa chất công trình:

2.4.2.2.1 Đối với tuyến đê mới từ cấp III với chiều cao đê ≥ 5m tới cấp đê đặc biệt

1) Đo địa vật lý:

liệu địa phương

Đo địa vật lý theo phương pháp rađa địa thám hoặc địa điện đa cực bằng hệ lưỡng cực trục (dipole- dipole) tại các vị trí có dị thường với số lượng sau đây (có thể bằng phương pháp đo sâu điện):

- Đê cấp I và cấp đặc biệt có 2,0 - 2,5 với đơn vị là m2/điểm;

- Cấp II và cấp III có 3,0 - 3,5 với đơn vị là m2/điểm

(Ví dụ: diện tích cần đo trong khu vực đê cấp I và đặc biệt là 1000 m2 thì số

5

0

2

2) Khoan tay (có thể thay khoan tay bằng các hố xuyên tĩnh):

Khoan trên tim tuyến với cự ly 200 ÷ 300m/hố và cứ 300 ÷ 500m lập một mặt cắt ngang Trên mỗi mặt cắt ngang có 3 hố khoan (một hố ở tim đê, một hố ở phía đồng và 1 hố ở phía biển) Hố tim đê sâu 10÷15m, các hố khác sâu từ 5÷10m Trên toàn tuyến đê có thể bố trí từ 2÷ 3 hố có chiều sâu tới 30m để tìm hiểu địa tầng tổng hợp của khu vực nghiên cứu

3) Xuyên SPT:

Các hố khoan trên tim đê cứ cách một hố khoan có một hố xuyên SPT Cần đặc biệt quan tâm tới những khu vực được đánh giá là xung yếu Ở khu vực này có thể có các hố liên tiếp đều tiến hành xuyên SPT

4) Cắt quay:

Trong các lớp đất mềm yếu cần tiến hành cắt quay trong hố khoan mỗi lớp đất mềm yếu đó có không ít hơn 5 giá trị τ

5) Thí nghiệm địa chất thuỷ văn:

- Đổ nước thí nghiệm thực hiện cả trong các hố khoan và các hố đào nhằm xác định hệ số thấm K (cm/s) của các lớp không chứa nước trên tuyến đê;

- Đối với các hố khoan độ dài đoạn thí nghiệm từ 3÷5m Đối với hố đào đổ nước ngay trong đáy hố, bảo đảm sao cho mỗi lớp đất có ít nhất 3 giá trị hệ số thấm K;

- Múc, hút nước được tiến hành trong các lớp chứa nước bảo đảm sao cho trong mỗi lớp đất có ít nhất 3 giá trị hệ số thấm K

6) Thí nghiệm cơ lý đất cát sỏi trong phòng:

Mẫu nguyên dạng lấy trong hố khoan với khoảng độ sâu từ 2÷ 3m lấy một

liệu địa phương

cấp II từ 6÷ 8mẫu và đê cấp I, cấp đặc biệt có từ 10÷15 mẫu Đê cấp IV từ 4÷6 mẫu Mẫu cát sỏi nền đảm bảo mỗi lớp có từ 2÷3 mẫu

7) Thí nghiệm phân tích hoá nước:

Mẫu nước được lấy gồm hai loại: nước dưới đất và nước mặt Số mẫu cho lớp nước dưới đất từ 2÷ 3 mẫu và số mẫu nước mặt từ 3÷ 5 mẫu

2.4.2.2.2 Các công trình liên quan (cống, trạm bơm, ):

- Đối với công trình cấp III và II và cấp I từ 1÷1,5m2/điểm;

- Đối với công trình cấp IV và V từ 2÷2,5 m2/điểm

liệu địa phương

5) Nén tải trọng tĩnh:

Đối với các công trình cấp III÷I tại những vị trí xung yếu cần tiến hành nén tĩnh để xác định mođun biến dạng(Eobd) Mỗi nền móng công trình có 3 giá trị Ebd 6) Xuyên tĩnh:

Tại các nền mềm yếu có thể thay các hố khoan tay bằng hố xuyên tĩnh, số lượng thay thế đó có lên tới 50%

7) Thí nghiệm cơ lý đất, cát, sỏi trong phòng:

Lấy mẫu nguyên dạng trong phạm vi công trình với số lượng sao cho mỗi lớp đất trong mỗi hạng mục công trình có từ 6÷8 mẫu Đối với công trình cấp I có

từ 8÷10 mẫu

Mẫu cát sỏi ở nền công trình 2 - 3 mẫu/ lớp cho mỗi hạng mục

8) Thí nghiệm phân tích hoá nước:

Mỗi lớp chứa nước trong phạm vi hố móng cần lấy 2 - 3 mẫu, nước mặt 2-4 mẫu để phân tích thành phần hoá học nhằm đánh giá tính ăn mòn bêtông của nước

B Công trình cấp IV và V:

1) Khoan tay:

Mỗi công trình khoan 3 hố: hố tim sâu 10m, các hố khác sâu 5-8m

2) Đổ nước thí nghiêm:

Mỗi công trình có từ 1 - 2 giá trị hệ số thấm K

3) Mẫu thí nghiệm cơ lý đất trong phòng:

Mỗi lớp đất ở nền móng công trình có từ 3 - 5 mẫu thí nghiệm

2.4.2.2.3 Kè, mỏ hàn

1) Khoan tay:

Khoan được bố trí 1 hố từ khoảng giữa chân đê tới mép sông (hoặc bờ biển);

1 hố ở mép nước và 1 hố ở mũi mỏ hàn (hoặc thân mỏ hàn) Trường hợp thiết kế có

bố trí chân khay sâu hoặc cọc ở mép đê cần khoan thêm 1 hố ở vị trí với độ sâu dưới đáy cọc (hoặc chân khay) 1m Dọc theo mép đê có bố trí chân khay đó cần bố trí hố khoan với cự ly 25 - 50m/hố Trong phạm vi kè hoặc mỏ hàn ở bờ biển dự kiến cần

bố trí các mặt cắt ngang với cự ly 30 - 50m/ mặt cắt Mỗi mặt cắt có 3 hố khoan: 1

hố ở khoảng giữa mép đê với bờ biển (hoặc sông); 1 hố ở mép bờ và 1 hố ở đuôi mỏ hàn (nếu chỉ kè bờ thì không bố trí hố này) Độ sâu các hố từ 10 - 15m Khi gặp địa

liệu địa phương

tầng phức tạp, độ sâu đó tới 20m Quá độ sâu này cần được sự đồng ý của chủ dự

án

2) Thí nghiệm cơ lý đất, cát, sỏi trong phòng:

Trong phạm vi công trình cần 6 - 8mẫu nguyên dạng cho mỗi lớp đất Mẫu cát sỏi nền công trình cần 2 - 3mẫu/lớp

2.4.2.2.4 Đối với đê xuông cấp hư hỏng cần tu sửa

1) Đo vẽ hiện trạng:

Các kết quả đo vẽ hiện trạng được phản ánh lên bản đồ địa hình tỷ lệ 1/500 - 1/1.000 Trên bản đồ này cần thể hiện đầy đủ các khuyết tật như nứt nẻ, trượt sạt, lún thấm ướt, mạch đùn sủi, mối Kết hợp với các tài liệu về đổ nước, địa vật lý, độ chặt của đất đắp đê, đánh giá mức độ hư hỏng của toàn tuyến đê, phân đoạn về mức độ xuống cấp của toàn tuyến đê, trên cơ sở đó kiến nghị thứ tự ưu tiên và biện pháp xử lý cho tuyến đê

2) Đo vẽ địa vật lý:

Dùng phương pháp đo rađa địa thám theo tim tuyến hoặc theo mạng ô vuông

và dùng cả phương pháp điện đa cực xác định các hang khe nứt, lỗ rỗng, các mạch thấm, mạch sủi và các ẩn hoạ nằm sâu so với khả năng nghiên cứu của ra đa địa thám Đối với đê cấp I và cấp đặc biệt 1,5÷2m2/điểm (cho cả hai phương pháp) và cấp II cấp III là 2,5 ÷ 3m2/điểm Trường hợp địa tầng phức tạp cần bổ sung cả đo sâu điện

3) Khoan tay:

Khoan trên tim tuyến đê cần tu sửa, cự ly các hố khoan là 200÷300m/1 hố khoan tay và cứ 500 ÷1000m có một mặt cắt ngang Trên mặt cắt ngang có 3 hố khoan: 1 hố phía đồng và một hố phía biển Độ sâu hố tim từ 15÷20 m Đảm bảo khoan vào nền đê cũ từ 2÷5 m, trường hợp gặp lớp đất mềm yếu cần khoan thủng lớp đó nhưng độ sâu đó không vượt quá 15 lần độ sâu chôn móng (các hố khác trên tim đê cũng cần thoả mãn yêu cầu về độ sâu đó) Hai hố khoan phía đồng và phía sông độ sâu mỗi hố từ 8÷10m Tại các vị trí đê xung yếu cũng lập mặt cắt ngang đê với các yêu cầu như đã nêu

4) Xuyên SPT:

Tất cả các hố khoan trên tim tuyến đều xuyên SPT

5) Cắt cánh:

liệu địa phương

Khi khoan gặp lớp đất mềm yếu cần tiến hành cắt quay Mỗi lớp đất yếu không ít hơn 5 giá trị của τ

6) Thí nghiệm địa chất thuỷ văn

Tất cả các hố khoan đều tiến hành đổ nước thí nghiệm Độ dài đoạn đổ nước

từ 3 ÷ 5m Mỗi lớp đất trong thân đê có không ít hơn 5 giá trị K thấm (cm/s), trong

đó bao gồm cả kết quả đổ nước trong hố đào tại mặt đáy hố khi thay hố khoan tay bằng hố khoan đào

7) Thí nghiệm độ chặt đất đắp đê:

Các hố tim đê trước khi thí nghịêm xuyên SPT cần lấy mẫu để thí nghiệm γk

và Wc (cứ cách 2m lấy một mẫu) Cần lấy đủ đất trong hố khoan (lấy theo lớp) đưa

về phòng thí nghiệm để đầm proctor Đảm bảo mỗi loại đất trên đê có từ 5 ÷8 giá trị

độ chặt K của đất đắp đê

8) Thí nghiệm cơ lý đất trong phòng:

Các mẫu đất nguyên dạng được lấy từ các hố khoan trên đê cần được chọn lọc để thí nghiệm cơ lý đất đảm bảo sao cho mỗi lớp đất có từ 10÷15 mẫu

Đối với đê cấp 3 (có chiều cao dưới 6m) và đê cấp IV số mẫu đó từ 4 ÷6 mẫu

2.4.2.2.5 Khảo sát vật liệu xây dựng thiên nhiên

Vật liệu xây dựng thiên nhiên khảo sát ở giai đoạn này chủ yếu là cấp A với khoảng 150% khối lượng và cấp B với khoảng 50% (chủ yếu dành cho khối lượng vật liệu dự trữ) Hệ số dự trữ vật liệu ở giai đoạn này là K= 2 Các mỏ vật liệu được thể hiện trên bản đồ địa hình tỉ lệ 1/500 ÷1/2.000

Khảo sát đối với cấp A, cự ly giữa các hố khoan đào từ 25÷100m Trong mọi trường hợp mỗi mỏ vật liệu đất đều không ít hơn 5 hố và mỏ cát không ít hơn 3 hố

Độ sâu các hố đào (hoặc khoan tay) đối với đất dính từ 3 ÷5m và đối với đất rời 2÷3m

Mẫu đất và mẫu cát sỏi:

Mẫu nguyên dạng cho mỗi lớp đất khai thác (lớp có ích) lấy 1÷2mẫu Mẫu đầm proctor từ 6÷8mẫu và mẫu chế bị từ 8÷10mẫu

Mẫu cát sỏi lấy mỗi lớp từ 3÷4mẫu để thí nghiệm thành phần hạt, hàm lượng mica, muối hữu cơ

Đá khối lượng dùng cho đê không lớn, hơn nữa thường đê ở vùng đồng bằng

và ven biển nên khối lượng đá cần thiết chủ yếu là mua ở các mỏ gần nhất Do vậy

liệu địa phương

cần tìm hiểu kỹ chỉ tiêu kỹ thuật của các mỏ đá dự định mua để cung cấp cho chủ nhiệm dự án

2.4.2.2.6 Khảo sát các công trình liên quan

1) Đo địa vật lý:

Đo địa vật lý theo phương pháp rađa địa thám hoặc điện đa cực bằng lưỡng cực trục hoặc điện trở phân cực kích thích tại cống, trạm bơm Đặc biệt chú ý tới vùng mang cống Đo theo dải hẹp bằng 1,5 lần phạm vi dự kiến hư hỏng Đối với công trình từ cấp I÷III: 1,5÷2 với đơn vị là m2/điểm Đối với công trình cấp IV và V: 2÷3 với đơn vị là m2/điểm

2) Điều tra hiện trạng:

Thể hiện tất cả các khuyết tật lên bản đồ 1/500÷1/1.000 của công trình (khe nứt trượt sạt, lún, bãi đùn sủi, với các số liệu cụ thể của từng khuyết tật như chiều rộng, chiều sâu, chiều dài của khe nứt, )

3) Khoan tay (có thể thay khoan tay bằng các hố xuyên tĩnh):

Khoan tay theo phạm vi ngoài công trình ở những nơi khuyết tật hoặc gần khuyết tật Cự ly giữa các hố khoan 25÷50m/hố Độ sâu xuống dưới móng công trình từ 1÷3m

4) Đổ nước thí nghiệm:

Trong các hố khoan tay đều tiến hành đổ nước Chiều dài đoạn đổ nước từ 3÷5m Tại mỗi công trình có không ít hơn 5 giá trị K thấm cho một lớp đất

5) Thí nghiệm cơ lý đất trong phòng:

Mỗi lớp đất thí nghiệm từ 6÷8mẫu

2.4.2.2.7 Kè, mỏ hàn

Công tác khảo sát kè mỏ hàn của các tuyến đê xuống cấp cũng được thực hiện như phần đã nêu của các đê mới ở mục 2.4.2.2.3

2.4.3 Giai đoạn thiết kế - bản vẽ thi công

Đối với các công trình đê cấp III có chiều cao đê bằng hoặc lớn hơn 6m, các

đê cấp II, cấp I và cấp đặc biệt, khi xét thấy cần thiết, chủ đầu tư yêu cầu khảo sát địa chất công trình cho giai đoạn này

liệu địa phương

2.4.3.1 Mục tiêu:

- Khảo sát bổ sung để giải quyết những vấn đề mới phát sinh hoặc còn tồn tại

ở giai đoạn TKKT;

- Chỉnh lại vị trí tim tuyến đê và các công trình liên quan khi xét thấy cần thiết;

- Xác định rõ các biện pháp xử lý nền móng hoặc xử lý các khuyết tật trong thân đê, phạm vi xử lý khi xét thấy cần thiết;

- Kiểm tra lại trữ lượng và chất lượng các loại VLXD tự nhiên

2.4.3.2 Thành phần khảo sát địa chất công trình:

Những vấn đề mới phát sinh như đổi phương án tuyến đê vị trí công trình, biện pháp xử lý Thành phần công tác khảo sát đối với những trường hợp đó thực hiện như các nội dung đã trình bày ở phần thiết kế kỹ thuật Trường hợp khảo sát chưa đủ, chưa đúng cần khảo sát bổ sung để làm rõ hơn các điều kiện địa chất công trình phục vụ cho việc tính toán thiết kế

2.4.3.2.1 Đối với khảo sát các đê và các công trình liên quan

1) Khoan, đào, xuyên:

Các công tác này thường chỉ tiến hành ở những vị trí nghi ngờ như các dị thường về địa vật lý mà chưa giải thích rõ Các quy mô về khe nứt, của tổ mối và tại các vị trí của công trình như mang cống Cự ly giữa các hố trong phạm vi công trình từ 10 - 15m/hố (khoan hoặc xuyên tĩnh)

2) Xuyên SPT:

Các hố khoan trong phạm vi hố móng, các hố mang cống đều tiến hành xuyên SPT

3) Thí nghiệm địa chất thủy văn:

Các hố trong phạm vi đáy hố móng khi gặp tầng đất không thấm cần thí nghiệm

đổ nước và khi gặp tầng chứa nước cần thí nghiệm múc hoặc hút nước

4) Thí nghiệm cơ lý đất cát sỏi trong phòng

Trong hố khoan cứ 2m lấy một mẫu nguyên dạng Các mẫu đất lấy bổ sung

đó đều được thí nghiệm với 17 chỉ tiêu

Nếu đáy hố móng gặp lớp cát, sỏi cần lấy mẫu để thí nghiệm phân tích thành phần hạt, tỷ trọng

liệu địa phương

2.4.3.2.2 Khảo sát vật liệu xây dựng

Trường hợp khối lượng vật liệu thiếu cần khảo sát bổ sung Các mỏ dự trữ trong giai đoạn TKKT được nâng cấp từ B lên A Cự ly giữa các hố, độ sâu, số lượng mẫu theo quy định ở điều 4.2.2.5;

Nếu khối lượng dự trữ chưa đủ hoặc không có mỏ dự trữ, công tác khảo sát được bắt đầu tìm mỏ hoặc các nguồn bổ sung khác Các mỏ mới được bắt đầu khảo sát từ cấp B, sau mới đưa lên cấp A Các yêu cầu về khảo sát cũng được thực hiện như quy định ở điều 4.2.2.5

2.4.3.2.3 Đối với đê xuống cấp, hư hỏng cần tu sửa

Khi cần thay đổi biện pháp xử lý hoặc có những khuyết tật cần tìm hiểu rõ hơn về nguyên nhân, cần bổ sung khối lượng khảo sát để thiết kế xử lý phù hợp với thực tế Các thành phần công tác khảo sát thường được bổ sung trong giai đoạn này gồm:

- Bổ sung điều tra hiện trạng;

- Đo địa vật lý;

- Khoan, xuyên;

- Thí nghiệm địa chất thủy văn;

- Thí nghiệm cơ lý lực học đất, cát, sỏi trong phòng

Nội dung và khối lượng của các thành phần khảo sát trên được tiến hành như chỉ dẫn ở điều 4.2.2.4

Trường hợp còn nghi ngờ thì cần tìm hiểu thêm Các hố khoan xuyên đo địa vật lý được xen vào giữa các điểm đã khảo sát trong giai đoạn TKKT chỉ trong phạm vi hẹp ở các vị trí cụ thể

Trường hợp ở một vị trí mới thì công tác khảo sát được tiến hành như chỉ dẫn

ở điều 4.2.2.4

Trường hợp ở những mặt cắt xung yếu để tính ổn định đê cần bố sung cả hố khoan phía đồng Ở hố khoan này cũng cần thí nghiệm về địa chất thủy văn và xuyên SPT

liệu địa phương

III CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT, THIẾT BỊ VÀ KỸ THUẬT SỬ DỤNG

I CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG

1 Phương pháp xuyên động (Xuyên tiêu chuẩn SPT)

1.1 Dụng cụ: thí nghiệm gồm:

+ Quả búa có trọng lượng 63.5kg

+ Ống mẫu: Ống mẫu tách đôi có đường kính trong φ35mm, đường kính ngoài φ50mm dài 457mm,

có ren ngoài ở 2 đầu

+ Lưỡi vát: Có đường kính trong φ35mm, đường kính ngoài φ50mm dài 76mm,

có ren trong để nối với ống vát + Đầu nối dài: Có đường kính trong φ35mm đường kính ngoài φ50mm dài 152mm,

có ren trong để nối với ống vát và cần khoan,

có lỗ thông hơi và nước + Cần định hướng: Có ren ngoài để nối vào cần khoan và gắn với mặt bích dày

và khống chế búa rơi tự do ở độ cao 760mm

SPT

1.2 Tiến hành thí nghiệm:

Khi khoan tạo lỗ đến độ sâu cần thí nghiệm SPT thì dừng lại, đóng ống mẫu ngập sâu vào đất 450mm bằng các nhát búa nặng 63.5kg với độ cao rơi tự do

liệu địa phương

bằng 760mm và được hoạt động theo một thiết bị dẫn hướng tự động Số nhát búa cho đoạn 300mm cuối cùng được ghi lại là trị số sức kháng xuyên tiêu chuẩn (NSPT) Đếm số nhát búa cho từng đoạn 75mm trong tổng độ xuyên 450mm là một cách tiến hành tiêu chuẩn Bằng cách đó có thể loại trừ được sai số do đất dưới đáy hố khoan bị xáo động, đồng thời cũng có thể phát hiện được mọi thay đổi về kích thước thành phần và độ chặt của các lớp đất khác nhau Thông thường không cần tiến hành quá 50 nhát búa trong khoảng độ sâu xuyên 300mm

N cor

γ

+ +

= 7 35

Trong đó:

h: Chiều sâu thí nghiệm

γ : dung trọng (T/m3) trên mực nước, dưới mực nước sử dụng γ’đẩy nổi

+ Hiệu chỉnh nước dưới đất:

Ncor=0.5N +7.5 1.3.2 Xác định độ chặt và góc φ theo kết quả xuyên N

Trị số N Độ chặt D Trạng thái của cát Góc φ(độ) qc (KG/cm2)

0÷4 0.2 Rất rời 30 20

liệu địa phương

liệu địa phương

30 Cứng 4.0 1.3.6 Công thức xác định góc φ theo thí nghiệm SPT

a

N +

= 12

ϕ

Trong đó a lấy trong khoảng 15÷25 (15,17,20)

1.3.7 Mô đun tổng biến dạng E

liệu địa phương

+ Theo viện thiết kế móng Liên Xô: E= (350-500)lgN + Theo T.P Tassios A.G.Anagnostoponlos: E Xác định theo công thức thực nghiệm sau:

E=a+C(N+6) Trong đó: a lấy bằng 340 khí N>15, lấy bằng 0 khi N<15 C: Hệ số phụ thuộc vào loại đất lấy theo bảng sau

Loại đất Loại sét Cát mịn Cát trung Cát thô Cát lẫn

sạn sỏi

Sạn sỏi lẫn cát

1.3.8 Quan hệ giữa modun phản lực nền (ks) theo kết quả thí nghiệm bàn nén 30cm theo công thức tính của Terxaghi, được Meyerhof thiết lập mối quan hệ với kết quả thí nghiệm SPT như sau:

Đo lường này được thực hiện trên suốt chiều sâu thí nghiệm

Chiều cao rơi

Tiết diện chuỳ (cm2)

Đường kính chuỳ (mm)

Đường kính cần (mm)

Góc mở mũi (độ)

liệu địa phương

Nhẹ 10 50 10 35.6 18 60 Trung 30 20 10 35.6 22 60 Nặng 50 50 15 43.7 32 60

Hiện nay người ta dùng chuỳ xuyên từ (d=25mm) đến d=74mm Ở châu Âu đã tiêu chuẩn hoá DPA và DPB như hình sau:

Hình I.3 Mũi chuỳ xuyên

- Dụng cụ bao gồm: Chùy xuyên, cần xuyên, búa đập

- Tiến hành thí nghiệm:

Cần xuyên được nối với chùy xuyên dựng thẳng đứng (độ nghiêng không quá 0.02), cho búa có trọng lượng 63.5kg rơi tự do ở độ cao 0.75m với tần suất búa đập khoảng 30 nhát/phút Tuỳ theo sức kháng của đất chúng ta có thể thay đổi chiều cao rơi của búa, khi đó phải ghi rõ sự thay đổi trong thí nghiệm

Lưu ý: Theo tiêu chuẩn DIN 4094 của Đức vận tốc đập 15-30 búa/phút, ghi

số đọc từng đoạn 10cm

2.3 Xử lý kết quả thí nghiệm

2.3.1 Kết quả thí nghiệm được trình bày trên hai loại đồ thị

+ Đồ thị trị số nhát búa N (Số nhát đập tương ứng với 0.2m xuyên sâu) theo

độ sâu thí nghiệm xuyên

liệu địa phương

+ Đồ thị sức kháng động Rd theo độ sâu thí nghiệm

2.3.2 Tính toán sức kháng động

Theo công thức (đóng cọc) của Hà Lan

A

x q Q e

h Q

) (

q- Trọng lượng cần xuyên và thiết bị đi kèm

h - Chiều cao rơi của búa

e- Độ chối xuyên là độ xuyên sâu ứng với một nhát đập, theo biểu đồ xuyên e=0.20/N

A - Tiết diện ngang của mũi xuyên

Tuy nhiên công thức trên chỉ đúng với độ chối e>5mm, nếu độ chối e<5mm thì kết quả tính toán thường khá lớn so với thực tế do ảnh hưởng của độ chối đàn hồi

Theo công thức Crandall:

A

x q Q

e e

h Q

) )(

2

2

+ +

liệu địa phương

- Nhược điểm: Không dùng kết quả thí nghiệm xuyên động để dự tính các tính chất cơ học của đất một cách định lượng

liệu địa phương

Hình I.5.Máy xuyên điện GeoMi (Hà Lan) Hình I.6 Máy xuyên Gouda Hiện nay trong khảo sát đang sử dụng phổ biến nhất là 2 loại máy Pilcon và Gouda

Thiết bị xuyên tĩnh Gouda 100KN-TW gồm:

+ Bộ dụng cụ neo: 04 cái

+ Bộ cần và mũi côn

+ Khối tháp xuyên (02 kích thuỷ lực để truyền lực, tay điều khiển hành trình, đầu thuỷ lực đo, hai đồng hồ đo áp và bệ - dầm để neo)

+ Khối động cơ tạo lực (có động cơ dầu, máy bơm thuỷ lực)

Các thông số chính của thiết bị như sau

+ Khả năng kéo tối đa: 140KN

liệu địa phương

+ Đồng hồ đo áp lực

Mũi xuyên kiểu Delft Mũi xuyên diện (LPC)

Hình I.7 Các loại mũi xuyên điển hình

Hình I.8 Cần xuyên và mũi xuyên kiểu Begemann

liệu địa phương

Dùng đầu xuyên mũi côn đơn giản (không có ống đo ma sát) Dùng kích thuỷ lực ấn cần và mũi xuyên côn vào đất nền đến độ sâu từng đoạn 20cm thì dừng lại, dùng tay gạt bộ phận kích thuỷ lực ấn vào cần ty nằm trong ống để cần ty tỳ lên mũi xuyên côn cắm ngập vào đất 2.5cm, đọc số liệu đầu tiên là X ứng với lực đồng hồ ghi được khi ấn mũi xuyên côn, KG/cm2 (Mpa) Tiến hành tiếp tục cho đến hết chiều sâu cần khảo sát

b Đo gián đoạn có áo ma sát

Có thể dùng mũi xuyên côn đơn giản hoặc mũi xuyên côn có ống (măng sông) đo ma sát thành đơn vị Tương tự trong trường hợp mũi xuyên côn đơn giản Sau khi có số đọc đầu tiên X từ độ sâu đó tiếp tục ấn ống đo ma sát và mũi côn xuống khoảng 3cm và đồng hồ đo áp sẽ chỉ số đo Y - ứng lực đồng hồ ghi được khi

ấn cả mũi côn và ống ma sát vào đất KG/cm2 (Mpa) Lần lượt cứ xuyên sâu 20cm ta lại đọc hai số X,Y một lần cho đến hết độ sâu cần thí nghiệm

3.3 Tính toán kết quả thí nghiệm

Với xuyên cơ học thiết bị đo là đồng hồ áp lực Nếu tiết diện Pitong bằng tiết diện mũi côn thì chỉ số áp lực hiện thị trên đồng hồ bằng chỉ số sức kháng mũi côn Trường hợp ngược lại thì áp lực truyền lên từng thành phần mũi và ma sát được tính như sau:

+ Với mũi côn: Gọi số đọc trên đồng hồ khi đo mũi côn hoạt động là Rc, tiết diện pittong – xi lanh là Ax, tiết diện mũi côn Ac Trước tiên ta tính được lực tác động lên mũi côn: Qc=Rc.Ax Sức kháng mũi côn khi đó tính được

c

x c c

c c

A

A R A

Q

q = =

Lưu ý:

Với xuyên máy Gouda 10 tấn có Ax=20cm2⇒Ax/Ac=2 nên qc=2Rc

Với xuyên máy Gouda 2.5 tấn có Ax=10cm2⇒Ax/Ac=1 nên qc=Rc

+ Với măng xông đo ma sát: Số đọc trên đồng hồ khi đo mũi di chuyển tiếp 4cm là giá trị Rcf = Rc+Rf nên chỉ số đọc thực tế của măng xông Rf = Rcf – Rc Tiết diện pitong xilanh là Ax, còn tiết diện măng xông ma sát là Af Trước tiên ta tính được lực tác động lên măng xông ma sát Qf = (Rcf – Rc )Ax Sức kháng măng xông

ma sát lúc đó được tính theo biểu thức:

liệu địa phương

f

x c cf

f

f s

A

A R R A

Q

=

3.4 Trình bày kết quả thí nghiệm

Kết quả xuyên tĩnh được trình bày dưới dạng biểu đồ Hai hoặc ba đường

cong cùng thể hiện trên biểu đồ xuyên là: Đường cong sức cản mũi côn theo chiều

sâu, đường ma sát thành đơn vị và có thể đường sức kháng tổng

Một loại đường cong sức tỷ kháng FR = (fs/qc)100% cũng được thể hiện trên

biểu đồ Trên biểu đồ xuyên tĩnh cần thể hiện thông tin về thiết bị xuyên, loại máy,

công suất, đặc trưng thiết bị xuyên (mũi, cần, neo…), phương thức xuyên (gián

đoạn, liên tục)

3.5 Xử lý kết quả thí nghiệm

3.5.1 Phân loại đất

Quan sát trên biểu đồ xuyên ta có thể phân chia ranh giới các lớp đất Thông

qua các đặc điểm khác biệt về giá trị sức kháng mũi côn, ma sát thành, dạng uốn

lượn kết hợp với thông số sức tỷ kháng FR ta có thể sơ bộ phân loại các lớp đất theo

bảng sau

Giá trị q c (kg/cm 2 ) F R = f s /q c (%) Dạng đường cong Loại đất

q c <30 <0.1 Răng cưa nhọn Sạn, xốp, mới đắp

q c >30 <0.6 Không định hình Đá mềm, cát lẫn vỏ sò

q c >30 0.6<f s /q c <2 Răng cưa rích rắc Cát và sạn

15<q c <30 2<f s /q c <4 Răng cưa biến đổi Cát bụi hỗn hợp, cát lẫn sét bụi 6<q c <35 4<f s /q c <8 Uốn lượn khá đều Sét

q c ≤6 6<f s /q c Uốn lượng đồng đều Đất hữu cơ, bùn, trầm tích đầm lầy

3.5.2 Xác định lực dính không thoát nước của đất dính:

Lực dính kết không thoát nước của đất dính được xác định theo xuyên tĩnh

qua biểu thức:

liệu địa phương

Trong đó:

10- áp dụng cho mũi côn cố định

20- áp dụng cho mũi côn di động

3.5.3 Sức chịu tải của móng nông trên đất loại cát

Sức chịu tải của móng nông trên đất loại cát theo phương pháp của Meyerhof được xác định nhanh thông qua toán đồ sau

D: Chiều sâu chôn móng

B: Chiều rộng móng nông

qc: Sức cản mũi cọc

qa: Sức chụi tải cho phép

- Sức chịu tải của móng nông trên đất loại sét

Theo Cansan (Pháp) và theo tiêu chuẩn CHuΠ-2-15-74 (Liên Xô), sức chịu tải cho phép móng nông đặt trên đất có φ - c có thể xác định theo sức kháng xuyên mũi côn

D q

liệu địa phương

D q

3.5.4 Sức kháng mũi côn và biến dạng của đất

Tương quan giữa thông số biến dạng với sức kháng mũi côn (Eo=αqc) được nhiều tác giả nghiên cứu Giáo sư Sanglerat trường đại học Lion (Pháp) với 600 cặp

so sánh đã đưa ra kết quả hệ số tương quan α, thể hiện trong bảng sau

Loại đất Sức kháng mũi côn (kg/cm2) Hệ số α

CL Sét ít dẻo

qc <7 7<qc <20

qc >20

4<α<6.5 3<α<4 1.3<α<2.5

qc >20

3<α<6 1<α<3 CH-OH, Sét dẻo cao, rất cao

MH-OH Bụi bột dẻo cao, rất cao

qc <20

qc >20

2.5<α<5 1<α<2

qc >12

2<α<8 0.5<α<4

T-OH Than bùn và bùn nhiều

hữu cơ

qc <7 50<w<100 100<w<200 w>200

1.5<α<4 1.0<α<1.5 0.4<α<1

qc >30

2<α<4 1.5<α<3 3.5.5 Đánh giá mức độ đầm chặt của đất đắp:

Tương quan độ chặt của đất đắp và qc