Khảo sát địa chất công trình là công tác nghiên cứu đánh giá điều kiện địa chất công trình tại địa điểm xây dựng nhằm xác định cấu trúc nền đất, tính chất cơ lý của các lớp đất nền, điều
Trang 1GIỚI THIỆU CHUNG
a Khảo sát địa chất công trình.
Khảo sát địa chất công trình là công tác nghiên cứu đánh giá điều kiện địa chất công trình tại địa điểm xây dựng nhằm xác định cấu trúc nền đất, tính chất cơ lý của các lớp đất nền, điều kiện nước dưới đất và các tai biến địa chất
để phục vụ cho công tác quy hoạch, thiết kế và xử lý nền móng,…Các dạng công tác chính trong khảo sát địa chất công trình bao gồm: khoan, đào, xuyên tĩnh, xuyên động, địa vật lý, nén tĩnh, nén ngang, cắt cánh…
Công tác khảo sát địa chất công trình thường được tiến hành trước khi thiết
kế nền móng công trình Khảo sát địa chất công trình thường có ý nghĩa đặt biệt quan trọng khi thiết kế xây dựng công trình ở những nơi có điều kiện địa chất phức tạp, thiết kế xây dựng nhà cao tầng, công trình ngầm…
Khảo sát địa chất được thực hiện trên khoảng đất dự kiến xây dựng công trình, tại nơi bố trí các công trình quan trọng, nơi đặt nền móng nhà, đài nước,
…và có nhiều lý do để chúng ta tiến hành khảo sát địa chất công trình đó là:
Đánh giá mức độ thích hợp của địa điểm môi trường đối với các công trình dự kiến xây dựng
Thiết kế, lựa chọn giải pháp móng cho công trình dự kiến xây dựng một cách hợp lý và tiết kiệm
Đề xuất biện pháp thi công hữu hiệu nhất, thấy trước và dự đón được những khó khăn, trở ngại có thể nảy sinh trong thời gian xây dựng
Xác định các biến đổi của môi trường địa chất do hoạt động kinh tế - công trình của con người, cũng như ảnh hưởng của các biến đổi đó đối với bản thân công trình và các công trình lân cận
Đánh giá mức độ an toàn của các công trình đang tồn tại, thiết kế cải tạo nâng cấp công trình hiện có và nghiên cứu những trường hợp đã xây ra hư hỏng công trình
Kết quả cuối cùng của công tác khoan thăm dò là vẽ được hình trụ hố khoan Dựa vào hình trụ hố khoan ta có thể vẽ được mặt cắt địa chất tùy theo yêu cầu
b Mục đích của việc khảo sát địa chất công trình:
Trang 2Khảo sát địa chất công trình là thăm dò trực tiếp, xác định điều kiện địa chất công trình Điều kiện đại chất công trình gồm:
1 Vị trí địa lý của khu vực xây dựng:
Yếu tố này có ý nghĩa lớn đến công tác thiết kế quy hoạch, thiết kế sơ bộ, lập các luận chứng kinh tế kỹ thuật Đánh giá yếu tố này phải kết hợp đến các nhân tố tự nhiên lẫn xã hội, xu thế phát triển trong tương lai những thông tin dự báo trong kế hoạch dài hạn của nhà nước
2 Địa hình đại mao:
Phải mô tả được địa hình, địa mao của khu vực, nguồn gốc hình thành, xu thế phát triển, mức độ thay đổi trước mắt và lâu dài, từ đó đưa ra các biện pháp lựa chọn mặt bằng
3 Cấu tạo địa chất:
Mô tả sự phân bố của mặt đất đá theo chiều sâu và chiều rộng, theo tài liệu thăm dò thông qua các bản đồ, hình trụ hố khoan, mặt cắt địa chất
4 Tính chất cơ lý của đất, đá:
Được lựa chọn để tiến hành thí nghiệm và báo cáo tùy theo yêu cầu và mục đích của công tác khảo sát Muốn có được những số liệu trong khảo sát thăm dò phải lấy mẫu nguyên dạng để đưa vào phòng thí nghiệm, dùng các thiết bị ngoài trời để xác định các chỉ tiêu của từng lớp đất
5 Các hiện tượng địa chất:
Động đất, hoạt động kiến tạo, đứt gãy trượt lỡ, phun hóa, cát chảy, nước ngầm
6 Hình thành vật liệu xây dựng:
Chủng loại, khối lượng, phạm vi phân bố tiềm năng khai thác
7 Điều kiện thủy chất, thủy văn:
Loại nước dưới đất, mực nước ngầm theo thành phần hóa học của nước, mức độ ăn mòn…từ đó nêu ra ảnh hưởng của nước, đất đến thi công và
sử dụng công trình
c Nhiệm vụ khảo sát địa chất công trình:
Xác minh điều kiện địa chất công trình trong khu đất xây dựng
Nêu các điều kiện thi công, dự đoán các hiện tượng địa chất có thể xảy ra trong quá trình thi công và sử dụng công trình
Đề xuất các giải pháp phòng ngừa và khắc phục các vấn đề địa chất
II BÁO CÁO THỰC TẬP ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH.
Trang 3 Thông tin về giáo viên hướng dẫn:
Họ và tên :Nguyễn Trọng Nghĩa
Học vị :Thạc sỹ
Chức danh : Giảng viên cơ hữu
Địa chỉ liên hệ: Khoa xây dựng & điện, số 97 đường Võ Văn Tần, phường 6, quận 3, Tp HCM
Lớp: Xây dựng K3/2014 (TP31421)
Họ và tên: Đỗ Phạm Anh Minh MSSV: 2114009TPT
Trương Văn Hải, P Long Bình Tân, TP.Biên Hòa, Đồng Nai
Hiểu rõ hơn về môn học và tầm quan trọng của công việc khảo sát địa chất công trình trong xây dựng
Giúp cho học sinh viên nắm lại những kiến thức cơ bản về các phương pháp khảo sát địa chất, lập bảng đồ - mặt cắt địa chất làm cơ sở để chọn lụa giải pháp kết cấu và nền móng cho công trình
Nắm được các nguyên tắc nhận biết và đánh giá sơ bộ các mẫu đất bằng trực quan, phương pháp khoan, lấy mẫu và thí nghiệm thông dụng SPT
từ đó xác lập mặt cắt địa chất cùng các thông số tính toán sức chịu tải cho nền móng
Làm quen với việc khaỏ sát địa chất, biết được những khó khăn thực tế trong lúc làm việc, tích lũy một số kinh nghiệm cần thiết, xây dựng tinh thần làm việc nhóm cũng như học cách giám sát công việc
TCVN 4419- 1987 : Khảo sát xây dựng – nguyên tắc cơ bản
TCVN 160- 1987 : Khảo sát địa kỹ thuật phục vụ cho thiết kế và thi công móng cọc
TCVN 112- 1997 : Nhà cao tầng – Công tác khảo sát địa
kỹ thuật
Trang 4 TCVN 112- 1984 : Hướng dẫn thực hành khảo sát đất xây dựng bàng thiết bị mới và sử dụng tài liệu vào thiết kế công trình
22 tcvn 259- 2000 : Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình
22cn 171- 1987 : Quy trình khảo sát địa chất công trình và thiết kế biện pháp ổn định nền đường vùng có hoạt động trược, sụt lỡ
TCVN 4447- 1987 : Công tác quy phạm thi công và nghiệm thu
TCVN 4119- 1985 : Địa chất thủy văn thuật ngữ và định nghĩa
B/ PHẦN THUYẾT MINH
I Khái quát địa chất khu vực tỉnh Đồng Nai
1 Vị trí địa lý:
Trang 5Đồng Nai là tỉnh nằm trong khu vực miền Đông Nam Bộ của Việt Nam, vùng đất nối liền giữa Nam Bộ, cực nam Trung Bộ và nam Tây Nguyên Tỉnh Đồng Nai nằm ở cực bắc miền Đông Nam Bộ, có toạ độ địa lý từ 100 30’03 đến 110 34’57’’vĩ
độ Bắc và từ 1060 45’30 đến 1070 35’00 kinh độ Đông
Đồng Nai có diện tích 5.862,37 km2, bằng 1,76% diện tích tự nhiên của cả nước
và 25,5% diện tích tự nhiên vùng Đông Nam Bộ, giữ vị trí quan trọng trong vùng phát triển kinh tế trọng điểm phía Nam của đất nước
Đồng Nai giáp các tỉnh: phía Đông giáp tỉnh Bình Thuận; phía Tây giáp Thành phố
Hồ Chí Minh; phía Tây Bắc giáp tỉnh Bình Dương, Bình Phước; phía Nam giáp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu; phía Bắc giáp tỉnh Lâm Đồng
2 Địa hình:
Tỉnh Đồng Nai có địa hình vùng đồng bằng và bình nguyên với những núi sót rải rác, có xu hướng thấp dần theo hướng bắc nam Có thể phân biệt các dạng địa hình chính như sau:
- Địa hình đồng bằng gồm 2 dạng chính: Các bậc thềm sông có độ cao từ 5m đến 10m hoặc có nơi chỉ cao từ 2m đến 5m dọc theo các sông và tạo thành từng dải hẹp có chiều rộng thay đổi từ vài chục mét đến vài km Đất trên địa hình này chủ yếu là các aluvi hiện đại
- Địa hình trũng trên trầm tích đầm lầy biển: là những vùng đất trũng trên địa bàn tỉnh Đồng Nai với độ cao dao động từ 0,3 đến 2m, có chỗ thấp hơn mực nước biển, thường xuyên ngập triều, mạng lưới sông rạch chằng chịt, có rừng ngập mặn bao phủ Vật liệu không đồng nhất, có nhiều sét và vật chất hữu cơ lắng đọng
- Dạng địa đồi lượn sóng: Độ cao từ 20m đến 200m Bao gồm các đồi bazan, Bề mặt địa hình rất phẳng, thoải, độ dốc từ 30m đến 80m Loại địa hình này chiếm diện tích rất lớn so với các dạng địa hình khác bao trùm hầu hết các khối bazan, phù sa cổ Đất phân bổ trên địa hình này gồm nhóm đất đỏ vàng và đất xám
- Dạng địa hình núi thấp: Bao gồm các núi sót rải rác và là phần cuối cùng của dãy Trường Sơn với độ cao thay đổi từ 200m – 800m Địa hình này phân bố chủ yếu ở phía bắc của tỉnh thuộc ranh giới giữa huyện Tân Phú với tỉnh Lâm Đồng và một vài núi sót ở huyện Định Quán, Xuân Lộc Tất cả các núi này đều có độ cao (20–300), đá mẹ lộ thiên thành cụm với các đá chủ yếu là granit, đá phiến sét Nhìn chung đất của Đồng Nai đều có địa hình tương đối bằng phẳng, có 82,09% đất có độ dốc < 80, 92% đất có độ dốc <150 , các đất có độ dốc >150 chiếm khoảng
Trang 68% Trong đó:
Đất phù sa, đất gley và đất cát có địa hình bằng phẳng, nhiều nơi trũng ngập nước quanh năm Đất đen, nâu, xám hầu hết có độ dốc < 80, đất đỏ hầu hết < 150 Riêng đất tầng mỏng và đá bọt có độ dốc cao
3 Các loại đất đai:
Tỉnh Đồng Nai có quỹ đất phong phú và phì nhiêu Có 10 nhóm đất chính Tuy nhiên theo nguồn gốc và chất lượng đất có thể chia thành 3 nhóm chung sau:
- Các loại đất hình thành trên đá bazan: Gồm đất đá bọt, đất đen, đất đỏ có độ phì nhiêu cao, chiếm 39,1% diện tích tự nhiên (229.416 ha), phân bố ở phía bắc và đông bắc của tỉnh Các loại đất này thích hợp cho các cây công nghiệp ngắn và dài ngày như: cao su, cà phê, tiêu…
- Các loại đất hình thành trên phù sa cổ và trên đá phiến sét: gồm đất xám, nâu xám, loang lổ chiếm 41,9% diện tích tự nhiên (246.380 ha), phân bố ở phí nam, đông nam của tỉnh (huyện Vĩnh Cửu, Thống Nhất, Biên Hoà, Long Thành, Nhơn Trạch) Các loại đất này thường có độ phì nhiêu kém, thích hợp cho các loại cây ngắn ngày như đậu, đỗ…một số cây ăn trái và cây công nghiệp dài ngày như cây điều…
- Các loại đất hình thành trên phù sa mới, gồm: đất phù sa, đất cát Phân bố chủ yếu ven các sông như sông Đồng Nai, La Ngà Chất lượng đất tốt, thích hợp với nhiều loại cây trồng như cây lương thực, hoa màu, rau quả…
4 Khí hậu:
Khí hậu Đồng Nai là khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, có hai mùa tương phản nhau (mùa khô và mùa mưa) Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 3 hoặc tháng 4 năm sau (khoảng 5 – 6 tháng), mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 (khoảng 6 – 7 tháng) Khoảng kết thúc mùa mưa dao động từ đầu tháng 10 đến tháng 12 Nhiệt độ không khí trung bình hằng năm từ 25,7 – 26,7 0C Mức độ chênh nhau giữa các năm không lớn Chênh lệch nhiệt độ cao nhất giữa tháng nóng nhất và lạnh nhất là 4,2 0C
Nhiệt độ trung bình mùa khô từ 25,4 – 26,7 0C, chênh lệch giữa tháng cao nhất
và tháng thấp nhất là 4,8 0C Nhiệt độ trung bình mùa mưa từ 26 – 26,8 0C So với mùa khô, mức dao động không lớn, khoảng 0,8 0C
Lượng mưa tương đối lớn và phân bố theo vùng và theo vụ Địa bàn huyện Tân
Trang 7Phú, phía bắc huyện Định Quán, huyện Vĩnh Cửu có lượng mưa lớn nhất, trên 2.500mm/năm Mùa khô, tổng lượng mưa chỉ từ 210 – 370 mm chiếm 12 – 145 lượng mưa của năm Mùa mưa, lượng mưa từ 1.500 – 2.400 mm, chiếm 86 – 88% lượng mưa của năm Phân bố lượng mưa giảm dần từ phía Bắc xuống phía Nam và
từ giữa ra hai phía Đông và Tây của Đồng Nai
C/ BÁO CÁO THỰC HÀNH
1 Giới thiệu về khu vực khảo sát.
Nằm ở phía Tây của tỉnh Đồng Nai, Bắc giáp huyện Vĩnh Cửu, Nam giáp huyện Long Thành, Đông giáp huyện Trảng Bom, Tây giáp huyện Dĩ An, Tân Uyên tỉnh Bình Dương và Quận 9 - thành phố Hồ Chí Minh Nằm 2 bên bờ sông Đồng Nai, cách trung tâm thành phố Hồ Chí Minh 30 km (theo Xa lộ Hà Nội và Quốc lộ 1A), cách thành phố Vũng Tàu 90 Km (theo Quốc lộ 51)
2 Thiết bị khảo sát.
Trang 81 Giàn khoan: Tó ba chân bằng sắt ống D60mm có hàn thang leo sắt ở một chân để thuận tiện cho thao tác treo dây thừng vào ròng rọc ở đinh giàn khoan
2 Ròng rọc: Được làm bằng sắt có ô bi treo cố định vào giàn khoan ở đỉnh dùng để treo dây cáp thép mềm nối với cần khoan
3 Dây cáp: Được làm bằng sắt sợi thép nhỏ có đường kính 0,1mm bện với nhau thành một sợi cáp , dùng để kéo cần khoan lên xuống ổn định vị bằng sắt thông qua hệ thống ròng rọc và máy tời
4 Máy khoan máy tời: Là loại máy chuyên dụng dùng cho công tác khoan địa chất, máy dùng động cơ Diezel, có hệ thống biến chuyển động quay quanh trục thành chuyển động tịnh tiến, máy vừa có chức năng khoan vừa có chức năng kéo búa SPT
5 Cần khoan: Có chiều dài L = 3m dùng để khoan đất có sự hỗ trợ của nước và dung dịch bentonite để làm nhiệm vụ giữ cho thành hố khoan không bị vùi lấp
6 Ống định vị: Làm bằng thép tròn có D120mm có hàn một ống thu hồi nước nằm ngang thấp hơn so với miệng ống 10cm đến 50cm để định vị cho khoan hố
7 Lưỡi khoan; Có chiều dài L =31cm, dùng để gắn vào cầ đầu tiên khoan xúng đất, có cấu tạo và vận hành như một mũi khoan dùng để xâm nhập vào các lớp đất bên trong lòng đất tới những độ sâu thiết kế
Trong quá trình khoan, ta còn có các thiết bị sau:
Mỏ lết răng và biên ca: Dùng để kẹp cần khoan mỗi khi rút cần lên, giữ chặt cần không cho cần tụt xuống lỗ khoan
Quang treo: Dùng để móc và các cần phụ để kéo lên trong quá trình thao tác đóng búa
Kẹp: Để kẹp các loại ống
Ống lấy mẫu nguyên trạng: Ống này dạng tròn và phẳng, không méo mó và được làm inox, có chiều dài L= 60cm, đường kính trong D= 76mm
Ống xuyên động SPT: Dùng để lấy mẫu nguyên trạng khi khoan đạt độ sâu cần thiết, có chiều dài 69,5cm
Thiết bị thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT:
Bộ xuyên
Ống dẫn hướng: Dài 132cm
Trang 9 Búa đóng: Trọng lượng búa là 63,5kg, tầm rơi của búa là 760mm.
3 Quy trình thí nghiệm:
3.1 Quy trình khoan
Xác định vị trí khảo sát:
Vị trí khảo sát: P Long Bình Tân, TP.Biên Hòa, Đồng Nai
Lắp đặt các thiết bị vào vị trí :
Dựng dàn khoan trên vị trí cần khảo sát, điều chỉnh dàn khoan sao cho cần khoan nằm đúng vị trí cần khoan khảo sát, đầu cần khoan được nối vào ống nối, ống nối được gắn với dây cáp của ròng rọc, đầu còn lại gắn với mũi khoan
Lắp mũi khoan vào cần khoan
Mồi nước cho máy bơm, khởi động máy bơm nước, lấy thùng phi để đựng nước, đầu ra của máy bơm được dẫn bằng ống cao su tới cần khoan tạo thành áp lực tại mũi khoan
Tiến hành khoan tạo lỗ đặt ống chống: Ta khoan một lỗ có đường kính D150mm, sâu 1m để dặt ống chống
Lắp ống chống xong ta tiến hành khoan Trong quá trình khoan phải đảm bảo nguồn nước cung cấp cho mũi khoan phải liên tục để nước giúp cho quá trình khoan được thuận tiện và không gây cản trở chuyển động của cần khoan, nước xối đất kèm với tác động dập của mũi khoan để khoan sâu được đến vị trí cần khảo sát, khi cần nối thêm cần khoan ta dùng mỏ lết răng xoay và mở cần ống, sau đó kéo đầu dây cuộn với rulo tời của máy kéo cần khoan lên, dùng thiết bị hãm để giũ ống khoan, tháo và nối thêm cần khoan rồi thả ra, thao tác cứ như vậy và lập lại cho đến khi độ sâu của hố khoan gần bằng độ sâu của cần khoan và ta tháo ống nối và lắp thêm cần để khoan tiếp Khi khoan cần quan sát màu nước khi trào ra
để xác định chủng loại đất ở từng độ sâu khác nhau, khi khoan đến độ sâu cần lấy mẫu, dùng máy tời để đưa các cần khoan lên sau đó lấy mẫu nối với cần khoan và cho xuống hố khoan
3.2 Quy trình lấy mẫu thí nghiệm nguyên trạng
Sau khi đã khoan tới độ sâu cần thiết, để lấy mẫu đất đem thí nghiệm
ta làm như sau:
Tháo mũi khoan ra khỏi cần khoan
Trang 10 Thay mũi khoan bằng ống lấy nguyên trạng với chiều dài 60cm, đường kính lọt lòng 60mm
Cho ống vào hố khoan, tiến hành công tác khoan như trên
Khi ống lấy mẫu đã chạm đến đất, tiến hành vạch trên miệng ống hố khoan 1 đoạn bằng chiều dài ống lấy mẫu
Dùng búa SPT để đóng xuống, búa SPT được đặt trong ống dẫn hướng búa Ta cũng có thể dùng lực ép của máy để tiến hành lấy mẫu
Tiến hành đóng búa để ép ống lấy mẫu xuống sao cho chiều dài xuống trên miệng ống bằng chiều dài của ống lấy mẫu
Đưa ống lấy mẫu lên, tiến hành lấy mẫu
Đem ống có mẫu đất đã đóng ở hố khoan lên, rữa sạch bùn đất bên ngoài ống mẫu
Dùng dụng cụ lấy mẫu đăt ra khỏi ống lấy mẫu, lúc lấy mẫu lưu ý không làm mẫu mẫu đất bị biến dạng, không chạm, nắm tay vào mẫu đất
Sau khi lấy xong ta chia thành từng đoạn nhỏ dài khoảng 20 chia 30cm
Đem mẫu đất cho vào ống bảo quản bằng sáp và nắp đậy
Đem mẫu về phòng thí nghiệm để bảo quản
Ghi nhãn cho mẫu:
Tên công trình:
Vị trí lấy mẫu:
Ngày lấy mẫu:
Độ sâu lấy mẫu:
……
3.3 quy trình thí nghiệm SPT:
Công tác tháo lắp như lấy mẫu nguyên trạng
Quá trình đóng SPT:
Ta vạch 3 vạch, mỗi vạch dài 15cm trên cần khoan bắt đầu từ miệng hố khoan
Lắp búa và đóng SPT
Ta đếm số nhát búa tương ứng với một đoạn dài 15cm
Đếm 3 lần tương ứng với 3 đoạn đã vạch trên cần khoan
Công tác lấy mẫu:
Đem mẫu ra khỏi hố khoan, tháo mẫu, rữa sạch bùn đất bên ngoài