CHƯƠNG 4 những đặc trưng kỹ thuật của đất đá

Chương 4
NHỮNG ĐẶC TRƯNG KỸ THUẬT
CỦA ĐẤT VÀ ĐÁ


Nội dung:
4.1. Phân loại đất đá trong xây dựng công trình
4.2. Nguồn gốc hình thành đất
4.3. Các tính chất cơ lý của đất
4.4. Một số tính chất đặc thù của đất
4.5. Các loại đất đặc biệt và vấn đề cần lưu ý khi khảo sát,
thiết kế
4.6. Tính chất cơ lý của mẫu đá và của khối đá
4.7. Các hệ thống kẽ nứt ở trong đá và ảnh hưởng của
chúng
4.8. Các vấn đề cần lưu ý khi khảo sát, đánh giá nền đá


⁄ 4.1. PHÂN LOẠI ĐẤT ĐÁ TRONG
XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH


1. Mục đích phân loại:
• Để phân chia toàn bộ đất đá trong vỏ
Quả đất thành từng nhóm theo các dấu
hiệu về nguồn gốc, thạch học và tính
chất, từ đó có thể lập các bản đồ, mặt cắt
địa chất công trình và đánh giá được đất
đá về mặt địa chất công trình.
• Để xác định thành phần, khối lượng,
phương pháp và phương hướng nghiên

cứu đất đá về mặt địa chất công trình.
• Để lựa chọn phương pháp cải tạo tính
chất đất đá.


2. Cơ sở phân loại
§ Dựa vào thành phần đất đá
• Thành phần hạt
• Thành phần khoáng vật
§ Dựa vào các tính chất vật lý – cơ học
§ Dựa vào các tính chất đối với nước


3. Các cách phân loại
a. Phân loại tổng quát
- Dựa vào tổ hợp nhiều thông tin
- Sử dụng được cho nhiều lĩnh vực
- Phân loại kém chi tiết
b. Phân loại chuyên môn
- Dựa vào chỉ một hoặc một số ít chỉ
tiêu của đất đá
- Chỉ dùng cho một mục đích chuyên
môn hẹp


4. Phân loại tổng quát của Xavarenxki
Đá: Loại vật liệu cấu tạo nên vỏ quả đất trong đó
các hạt khoáng vật được liên kết với nhau bởi
liên kết cứng (ion, hoá trị, xi măng)
- Đá cứng

- Đá nửa cứng
Đất: loại vật liệu rời hoặc giữa các hạt chỉ có
liên kết keo nước
- Đất mềm dính
- Đất rời xốp
Đất đá có thành phần, tính chất đặc biệt
- Đất yếu (bùn, than bùn, đất chảy...)
- Đá có tính hoà tan


5. Các phân loại chuyên môn
1. Phân loại đất theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD:
45-78
- Đất hạt thô: cuội, sỏi, cát theo kích thước nhóm hạt
chiếm ưu thế
- Đất hạt mịn: sét, sét pha, cát pha theo chỉ số dẻo
2. Phân loại đất theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD
5747:1993
3. Các phân loại không thành tiêu chuẩn riêng
- Theo sự ổn định của đất đá ở mái dốc
- Theo khả năng chịu tải
- Theo khả năng khai thác
- Theo độ kiên cố, chống lại lực phá hoại
- Theo mức độ ngấm nước


Phân loại đất nền theo tiêu chuẩn xây dựng
TCXD: 45-78
1. Nhóm đất rời
Tên đất

Tiêu chuẩn phân loại

Dăm, cuội
Sỏi, sạn

Trọng lượng các hạt có d>10mm trên 50%
Trọng lượng các hạt có d>2mm trên 50%

Cát sỏi
Cát thô
Cát vừa
Cát nhỏ
Cát bụi

Trọng lượng các hạt có d>2mm trên 25%
Trọng lượng các hạt có d>0,5mm trên 50%
Trọng lượng các hạt có d>0,25mm trên 50%
Trọng lượng các hạt có d>0,1mm trên 75%
Trọng lượng các hạt có d>0,1mm dưới 75%

Để xác định tên đất cần cộng dồn số phần trăm lượng chứa của các hạt


2. Nhóm đất dính
Tên đất

Chỉ số dẻo

Hàm lượng

hạt sét, %

Đất sét
Đất sét pha
Đất cát pha

A > 17
17 ≥ A > 7
7 ≥A>1

>30
30 ÷ 10
10 ÷ 3

Khi không có sự tương thích giữa chỉ số dẻo và hàm lượng hạt sét thì tên
đất xác định theo chỉ số dẻo


Phân loại đất nền theo tiêu chuẩn xây
dựng TCVN: 5747:1993
Nhóm 1 - Đất cuội sỏi-hơn 50% lượng hạt thô có kích thước lớn hơn 2mm
Định nghĩa

Điều kiện

Cu=D60/D10 >4
Trọng lượng
2
hạt d<0,08mm 1ít hơn 5%

Một trong hai điều kiện
của GW không thoả mãn
Chỉ số dẻo dưới đường A
Trọng lượng
hạt d<0,08mm hay Ip<4
nhiều hơn
Chỉ số dẻo trên đường A
12%
với Ip >7

Ký hiệu

Tên đất

GW

Đất sỏi sạn cấp
phối tốt

GP

Đất sỏi sạn cấp
phối kém

GM

Sỏi lẫn bụi

GC

Sỏi lẫn sét


Nhóm 2- Đất cát: hơn 50% lượng hạt thô có kích thước <2mm
Định nghĩa

Điều kiện
Cu=D60/D10 >6

Trọng lượng
hạt có đk
d<0,08mm ít
hơn 5%

)2

1
Ký
hiệu

Tên đất

SW

Cát cấp phối
tốt

SP

Cát cấp phối
kém

SM

Cát lẫn sét

SC

Cát lẫn sét cấp
phối kém

Một trong hai điều
kiện của SW không
thoả mãn

Trọng lượng
hạt có đk
d<0,08mm
nhiều hơn
12%

chỉ số dẻo nằm dưới
đường A hoặc Ip<5
chỉ số dẻo nằm trên
đường A hoặc Ip>7


Phân loại đất dính theo biểu đồ dẻo
Biểu đồ dẻo Ip=0,73(Wch-20)

Chỉ số dẻo
p I

60
50
40
Đất sét

30

Đất bụi

20
10
CL-ML

0
0

20

40

60

Giới hạn chảy Wch

80

100


Yêu cầu cần đạt được
- Mục đích và cơ sở phân loại đất đá
trong lĩnh vực xây dựng công trình
- Phân loại đất đá tổng quát của
Xavarenxki
- Phân loại đất nền theo tiêu chuẩn xây
dựng TCXD 45-78


⁄ 4.2. NGUỒN GỐC
HÌNH THÀNH ĐẤT


Nội dung:
1. Đất tàn tích
2. Đất trầm tích
3. Đất sườn tích, sườn tàn tích


1. Đất tàn tích
§ Được hình thành do quá trình phong hoá đá,
vì vậy phụ thuộc chặt chẽ vào loại và thành
phần đá gốc ban đầu
- Đất phong hoá từ đá magma thành phần và
tính chất khá thuần nhất
- Đất phong hoá từ đá trầm tích vụn keo kết
xen kẹp thì rất không đồng nhất

- Đất phong hoá từ đá biến chất thì có thể
đồng nhất hoặc không, phụ thuộc thành
phần của đá gốc


Phong hoá hoá học đá magma cho sản phẩm
đồng nhất
¡ Silicate
minerals
weather by
hydrolysis
to form
CLAY.
¡ Feldspar
alters to
clay
(kaolinite)
plus
dissolved
materials
(ions)


Phong hoá không đều của các lớp đá trầm tích
xen kẹp


§ Trong đất thường chứa nhiều hạt thô
với kích thước và hàm lượng tăng
dần theo chiều sâu

§ Thành phần và tính chất của đất biến
đổi mạnh cả theo không gian và theo
chiều sâu
§ Một số loại đất phong hoá thường có
tính chất đặc biệt (lún sập, trương
nở)


Chú ý:

Khi khảo sát, đánh giá cần hiểu
biết bản chất của đất, các đặc
điểm và quy luật biến đổi tính chất
của đất, đặc biệt khi khảo sát đất
làm vật liệu xây dựng, để bố trí hố
khoan, lấy mẫu hợp lý


2. Đất trầm tích
- Được hình thành do trầm đọng vật liệu
trong các sông, biển
- Có tính phân lớp, rõ rệt dần theo hướng
ngược chiều dòng chảy
- Trầm đọng theo quy luật tuyển lựa theo
đường kính hạt
- Trong mỗi lớp thành phần, tính chất tương
đối ổn định hơn so với của đất tàn tích
- Chiều dày của trầm tích sông mỏng hơn so
với đất trầm tích biển

3. Đất sườn tích, sườn tàn tích
- Được hình thành do vật liệu phong hoá bị
dòng chảy tạm thời xô đẩy dịch chuyển
xuống sườn dốc, chân dốc tích luỹ lại
- Là loại trung gian giữa đất trầm tích và
tàn tích.
- Không có tính phân lớp rõ rệt như đất
trầm tích
- Thành phần thường là sét pha chứa nhiều
dăm sạn, tính chất biến đổi mạnh như đất
tàn tích


- Đất thường có độ rỗng cao, hệ số
thấm tương đối lớn và nén lún mạnh
- Chiều dày của tầng sườn tàn tích biến
đổi mạnh
- Thường chứa nước ngầm, nước ngầm
thường thoát ra ở chân sườn dốc


Chú ý:
- Loại đất này thường không thuận lợi khi
sử dụng làm nền, làm vật liệu xây dựng
- Khi khảo sát, đánh giá đất cho làm nền
xây dựng công trình cần chú ý đến tính
nén lún, mất ổn định trượt và tính thấm
lớn. Khi sử dụng làm vật liệu xây dựng
cần chú ý đến tính không đồng nhất về

thành phần và tính chất