Đề tài thiết kế môn học khảo sát địa kỹ thuật câu lạc bộ hội nhà báo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA CÔNG TRÌNH
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT

**************

THIẾT KẾ MÔN HỌC
KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT

Lớp: Địa Kỹ Thuật CTGT
Khóa : k50

1


MỤC LỤC
Mục lục ..……………………………………………………2
Mở đầu ………………………………………………………………6
Chương 1: Lập phương án khảo sát Địa kỹ thuật …….…….……..8
1.1 Mục đích của việc lập phương án khảo sát . ……………………………8
1.2.Cơ sở lập dự án khảo sát ……………………………..………………...8
1.3.Cơ sở lựa chọn phương án khảo sát …………………………………….8
1.4.Lập phương án khảo sát ……………………………………………...10
Chương 2 : Khảo sát Địa kỹ thuật …………………………..……12
2.1Các thiết bị khảo sát …...………………………...…………………….12
2.1.1. Máy khoan ...………………………………………………………12
2.1.2. Máy xuyên tĩnh ……………………………………………………..13
2.1.3. Máy nén ngang …………………………………………………….13
2.1.4. Thiết bị thí nghiệm SPT ……………………………………...........15
2.2 Tiến hành khảo sát ……………………………………………… …...15
2.2.1. Công tác khoan……………………………………………………...16

2.2.2. Công tác lấy mẫu đá ………………………………………………..17
2.2.3. Thí nghiệm xuyên tĩnh ………………...…………………………...18
2.2.4. Công tác thí nghiệm nén ngang ..…………………………………..18
2.2.5. Công tác thí nghiệm SPT .…………………………………………18
2.3.Kết quả khảo sát thu được……………………………………………..19
2.3.1. Kết quả công tác khoan …………………………………………….19
2.3.2. Kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh ……………………………………..20
2.3.3. Kết quả thí nghiệm nén ngang………………………………………21
2.3.4. Kết quả thí nghiệm sức chống cắt ………………………………….22
2.3.5 Kết quả thí nghiệm xác định các chỉ tiêu vật lý của đất đá …………23
Chương 3 : kết quả khảo sát địa kỹ thuật ………………………25
2


3.1 tính toán các kết quả khảo sát …………………………………….……25
3.1.1 Tính toán kết quả xuyên tĩnh ………………………………………...25
3.1.2. Tính và vẽ biểu đồ kết quả thí nghiệm nén ngang …………………
29
3.1.3. Tính toán sức chống cắt của đất theo lý thuyết thống kê……………41
3.2.Phân chia địa tầng của khu vực khảo sát………………………………48
3.3.Vẽ các mắt cắt địa chất của khu vực…………………………………...48
3.4. Đánh giá tính chất xây dựng của các lớp đất, đá trong khu vực khảo sát .
.......................................................................................................................49
3.5. Đánh giá công tác khảo sát Địa kỹ thuật đã làm …………………..…49
3.6. Đề xuất phương án thiết kế móng cọc cho công trình …………...……50
Chương 4: Dự toán chi phí khảo sát Địa kỹ thuật …………….……51
4.1.Chi phí trực tiếp.
4.1.1 chi phí khoan
4.1.2 chi phí thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn ………………………………. 51
4.1.3 Chi phí cho thí nghiệm xuyên tĩnh ………………………………. 51

4.1.4 Thí nghiệm nén ngang …………………………………………….. 51
4.1.5 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu vật lý trong phòng thí nghiệm …... 51
4.1.6 Tổng chi phí trực tiếp ……………………………………………… 52
4.2 chi phí gián tiếp ……………………………………………………... 52
4.3.Tổng toàn bộ chi phí khảo sát ...............................................................52
KẾT LUẬN ………………………………………………………………52
Một số tài liệu tham khảo ………………………………………………… 53

3


ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MÔN HỌC
KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT
CÂU LẠC BỘ HỘI NHÀ BÁO
Lập phương án và báo cáo khảo sát Địt kỹ thuật cho một khu vực Câu lạc bộ
Hội nhà báo theo các mặt cắt địa chất công trình , thí nghiệm nén ngang và
kết quả thí nghiệm xác định sức chống cắt như sau

STT

Tên

Mặt cắt ĐCCT

Thí nghiệm Thí nghiệm
nén ngang

sức chống
cắt

5

Ngô Minh Đức

XM2-XM4-

13 ; 1

5

K3

4


5


MỞ ĐẦU
* Mục đích việc làm thiết kế môn học :
- TKMH Khảo sát Địa kỹ thuật là một phần bắt buộc của môn học
“Khảo sát địa kỹ thuật” thuộc chương trình đào tạo kỹ sư chuyên ngành
Địa kỹ thuật công trình giao thông của trường ĐHGTVT. Việc làm thiết
kế môn học giúp ta hiểu rõ hơn về mục tiêu và nhiệm vụ của việc khảo
sát địa chất công trình là thu thập và xác lập hồ sơ dữ liệu làm cơ sở cho
việc quy hoạch , thiết kế, thi công, giám sát thi công .
* Ý nghĩa việc làm thiết kế môn học :
- TKMH là môn học rất có ý nghĩa đối với sinh viên, giúp sinh viên có
một cách nhìn tổng quan và có khả năng tự thành lập báo cáo khảo sát địa
kỹ thuật cho một công trình cụ thể, đồng thời đây cũng là môn học giúp

sinh viên có khả năng tư duy khoa học độc lập, tự đề xuất phương án
khảo sát, từ cách thức tiến hành tới việc xử lý kết quả và áp dụng vào
thực tế.
* Nội dung của một thiết kế môn học gồm:
Chương 1: Lập phương án khảo sát Địa kỹ thuật.
Chương 2: Khảo sát Địa kỹ thuật.
Chương 3: Kết quả khảo sát Địa kỹ thuật.
Chương 4: Dự toán chi phí khảo sát Địa kỹ thuật.
Kết luận
* Phương pháp thực hiện:
- Dựa vào tài liệu đã có em lập phương án khảo sát địa kỹ thuật cho
công trình xây dựng CÂU LẠC BỘ HỘI NHÀ BÁO . Từ việc xác định
được công trình cần khảo sát, tiếp đến lựa chọn các loại máy móc, thiết
bị khảo sát để tiến hành khảo sát và thống kê lại kết quả đã thu đựơc. Sau
đó dựa vào sách vở và những gì đã biết em tiến hành tính toán, xử lý kết
6


quả, phân chia địa tầng khu vực khảo sát, đánh giá tính chất xây dựng của
các lớp đất đá…Từ đó đề xuất phương án thiết kế móng cho công trình,
cuối cùng dự toán chi phí khảo sát địa kỹ thuật và đánh giá kết quả khảo
sát đã đạt được.

7


CHƯƠNG 1: LẬP PHƯƠNG ÁN KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT
1.1. Mục đích của việc lập phương án khảo sát
- Xác minh các điều kiện chất công trình của khu vực xây dựng để làm cơ sở
cho việc quy hoạch, thiết kế công trình, chọn phương án, biện pháp thi công

và chế độ khai thác công trình.
- Dự đoán các hiện tượng địa chất phức tạp có thể xảy ra khi thi công và
khai thác công trình.
- Đề xuất các biện pháp xử lý các điều kiện địa chất không thuận lợi.
- Thăm dò và sử dụng vật liệu xây dựng thiên nhiên ở trong và gần khu vực
xây dựng công trình.
- Theo dõi sự thay đổi của môi trường địa chất dưới tác động của tự nhiên và
của công trình xây dựng.
- Phân loại, đánh giá sự ổn định của các khối đất đá dùng làm nền công trình
hay làm môi trường xây dựng công trình.
- Việc lập báo cáo khảo sát Địa kỹ thuật có vai trò quan trọng trong quá trình
chuẩn bị đầu tư và thực hiện đầu tư các dự án xây dựng công trình giao
thông .
1.2. Cơ sở lập dự án khảo sát
- Nghiên cứu các tài liệu đã có của khu vực sẽ xây dựng câu lạc bộ , đồng
thời qua việc khảo sát tại thực địa để tận mắt thấy được điều kiện địa chất tại
khu vực xây dựng , hiểu được rõ kết cấu, mức độ quan trọng của công trình
xây dựng.
1.3. Cơ sở lựa chọn các phương án khảo sát và nêu các phương án đã
lựa chọn cho việc khảo sát câu lạc bộ HỘI NHÀ BÁO .
1.3.1. Cơ sở lựa chọn các phương pháp khảo sát:

8


- Để lập phương án khảo sát địa kỹ thuật phải căn cứ vào các giai đoạn khảo
sát, phạm vi sử dụng và các ưu nhược điểm của các phương pháp khảo sát,
từ đó mới lựa chọn phương pháp khảo sát, mật độ và chiều sâu của các điểm
sát.
- Hiện nay khi tiến hành khảo sát địa chất một công trình có một số

phương
pháp cơ bản sau:
+ Phương pháp khoan thăm dò.
+ Phương pháp thí nghiệm hiện trường.
+ Phương pháp thí nghiệm trong phòng và chỉnh lý các kết quả.
+ Phương pháp giám sát.
- Mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng của mình, chúng
phù hợp với từng loại địa hình, địa chất cụ thể. Do đó khi khảo sát nên chọn
kết hợp các phương pháp khác nhau để có kết quả chính xác, phù hợp và có
tính kinh tế cao.
- Việc lựa chọn có thể dựa trên một số nhận xét sau đây:
+ Khi tính lún, cố kết chiếm ưu thế thì nên tiến hành chủ yếu
phương pháp khoan lấy mẫu nguyên trạng và chú trọng thí nghiệm nén
lún.Việc xác định địa tầng sẽ phụ thuộc vào kết quả của thí nghiệm
xuyên tĩnh.
+ Khi cần nghiên cứu nhiều về sức chịu tải của đất đá thì nên sử
dụng phương pháp nén ngang kết hợp với xuyên tĩnh để phân chia địa
tầng.Với sức chịu tải của nền đá thì phải lấy mẫu từ các lỗ khoan rồi đem
thí nghiệm trong phòng.
- Ngoài ra, việc lựa chọn các phương pháp khảo sát cũng phải tính đến điều
kiện địa hình, tình trạng của các trang thiết bị thí nghiệm và cả trình độ của
người làm thí nghiệm, cũng như hiệu quả kinh tế của phương án qua tổn
g số giá thành của chúng.
- M.Cassan đã tổng kết việc lựa chọn phương án khảo sát theo bảng
1.1.
Bảng 1.1

9

PP khảo sát
TN
Khoan
trong
lấy mẫu
phòng

Nén
ngang

Xuyên
tĩnh

Xuyên
động

Cắt
cánh

L Loại đất đá
Sét mềm, bùn

+

+

+

-

0

-

Sét cứng, đá

-

+

-

0

-

0

Cát

0

x

-

-

x

0

Cát và cuội sỏi d> 40mm

0

0

-

x

-

0

Chú thích:
+ : Thường dùng tiện lợi;
- : Kiến nghị dùng;
x : Nghi ngờ, phải thảo luận;
0 : Tránh dùng.
1.3.2. Các phương án đã lựa chọn khi khảo sát câu lạc bộ HỘI NHÀ BÁO .
- Căn cứ vào điều kiện địa hình và địa chất khu vực dự kiến xây dựng câu
lạc bộ , em thấy đây là khu vực bằng phẳng, chủ yếu là đất và cát, nên ta có
thể lựa chọn phương pháp khảo sát là :
+ Phương pháp khoan lấy mẫu.
+ Thí nghiệm xuyên tĩnh.
+ Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn
+ Thí nghiệm nén ngang.
+ Thí nghiệm sức chống cắt.

+ Thí nghiệm trong phòng.
1.4. Lập phương án khảo sát
-Mật độ và chiều sâu khảo sát được lựa chọn dựa vào đặc tính của công trình
(kích thước, chiều cao, kết cấu công trình…), theo mức độ phức tạp của
công trình xây dựng, theo kết cấu móng cũng như đặc trưng nền đất khu vực
10


- Cụ thể bố trí 3 điểm khảo sát, tương đối thẳng hàng , khoảng cách giữa các
điểm dựa vào sơ đồ bố trí các điểm khảo sát ( tỷ lệ 1/200 ) để tính . Cụ thể là
2 lỗ xuyên và 1 lỗ khoan Trong quá trình khoan kết hợp thí nghiêm SPT, lấy
mẫu thí nghiệm và tiến hành những thí nghiệm khác.
1.4.2 Yếu cầu về chiều sâu khảo sát
-Chiều sâu khảo sát được xác định theo các tiêu chuẩn áp dụng, tuỳ
thuộc quy mô công trình và mức độ phức tạp về điều kiện địa chất công trình
tại khu vực khảo sát.
Đối với công trình câu lạc bộ Hội nhà báo chiều sâu các điểm khảo sát có
thể lựa chọn theo kết cấu móng, mà cụ thể là theo các tải trọng lên móng, ở
công trình này ta khảo sát từ 28m tới 35m ở lỗ khoan K3 có chiều sâu
khoảng 35m và 2 điểm xuyên XM2 có chiều sâu 20,2m điểm xuyên XM4
có chiều sâu 22m
1.4.3 Yếu cầu về số lượng mẫu và các điểm thí nghiệm
-Số lượng mẫu thí nghiệm phải đảm bảo yêu cầu thể hiện được các tính
chất đặc trưng của các lớp đất.
-Chiều sâu khoan khoảng 35m , tiến hành lấy mẫu, nói chung khoảng
2m lấy một mẫu, tổng số mẫu thí nghiệm dự tính là 17 mẫu.

11

CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT
2.1 Các thiết bị khảo sát:
2.1.1 Máy khoan.
Từ việc lựa chọn loại công trình khảo sát ở trên ta lựa chọn máy khoan
XY-1A với các đặc trưng chính sau:
XY-1A là loại máy khoan dầu cao áp. Để dễ chọn theo mục đích sử
dụng có sẵn thiết kế XY-1A(YJ) thêm khả năng di chuyển máy, và XY-1A-3
thêm mâm kẹp, bánh đà và hộp bảo vệ.
* Phạm vi sử dụng
-Thăm dò địa chất công trình mỏ, xây dựng cầu đường. Khoan các lỗ
thăm dò qua kết cấu bê tông.
- Do môi trường địa chất khác nhau mà chọn dùng các loại mũi khoan
kim cương, hợp kim cứng hay thép.
- Tương ứng đường kính lỗ khoan 75mm và 46mm là độ sâu khoan
100m và 180m, không nên khoan quá tiêu chuẩn 110%.
* Đặc điểm máy khoan
- Kết cấu thuỷ lực, hiệu suất cao, giảm nhẹ cường độ thao tác.
- Kết cấu bi làm máy không cần dừng vẫn xoay được vị trí mũi khoan.
- Tăng hiệu suất làm việc và an toàn.
- Có đồng hồ theo dõi áp lực trong quá trình khoan.
- Tay nắm kiểu cần gạt điều khiển thuận tiện.
- Máy thiết kế gọn nhẹ dễ tháo lắp và vận chuyển.
* Các thông số kỹ thuật
1. Máy khoan
- Chiều sâu khoan

: 100; 180 m

- Đường kính lỗ khoan lớn nhất

: 150 mm

- Đường kính đáy lỗ

: 75; 46 mm

- Đường kính cần khoan

: 42, 43 mm

- Góc nghiêng khoan

: 900 – 750

- Kích thước máy (dài x rộng x cao) :1433 x 697 x 1274 mm
- Trọng lượng (không tính động cơ) : 420 kg.
2. Cơ cấu đẩy
- Tốc độ quay trục đứng (5 cấp)

: 1010, 790, 470, 295, 140 vg/ph
12


- Hành trình trục đứng

: 450 mm

- Tốc độ di chuyển trục đứng nhấc lên không tải : 3m/ph
- Tốc độ di chuyển trục đứng đi xuống không tải : 4m/ ph
- Lực đẩy trục đứng

: 15 kN

- Lực giật lên trục đứng

: 25 kN

3. Máy tời
- Khả năng chịu tải (mắc dây đơn)

: 11 kN

- Tốc độ cuốn cáp

: 121,76 và 36 vg/ph

- Vận tốc cuốn cáp (lớp thứ 2)

: 1,05; 0,66 và 0,31 m/s

- Đường kính tang cuốn

: 140 mm

- Đường kính dây cáp

: 9.3 mm

- Khối lượng cáp cuốn vào tang

: 35 mm

- Đường kính khi cuốn đầy cáp

: 252 mm

- Bề rộng cuốn cáp

: 50 mm

4. Bơm
- Kiểu

: YBC- 12/80

- Áp suất danh định

: 8 Mpa

- Lưu lượng

: 8 ml/vg

- Tốc độ định mức

: 1500 vg/ph

5. Động cơ điện kiểu Y160M-4
- Công suất

: 11 KW; Tốc độ 1460 vg/ph

6. Động cơ diezel kiểu S195BN
- Công suất

: 9,5 KW; Tốc độ 2000 vg/ph

7. Khi khoan lấy mẫu cần có thêm một số dụng cụ sau:
- Ống mẫu có đường kính bằng đường kính lưỡi khoan, được nối sát với
lưỡi khoan để chứa mẫu đất đá đã khoan qua.
- Ống chống cũng có dạng tương tự như ống mẫu nhưng thường có đường
kính lớn hơn để giữ thành lỗ khoan không bị sập.

13


- Cần khoan là những ống thép rỗng có đường kính khác nhau tuỳ thụộc
vào chiều sâu lỗ khoan.
- Các loại đầu nối dùng để nối các bộ phận như cần khoan, ống chống,
hoặc nối giữa ống mẫu và mũi khoan.
2.1.2. Thí nghiệm CPT .
Ngày nay người ta thường dùng loại máy xuyên Gouda của Hà Lan
chế tạo, nó có một số đặc điểm sau:
- Đầu xuyên là bộ phận nhạy cảm với sức kháng của đất, gồm có mũi
xuyên và măng xông (vỏ bọc) đo ma sát.
-Mũi xuyên là bộ phận cuối cùng của đầu xuyên có dạng hình nón,
góc nhọn mũi xuyên từ 60-900.
- Măng xông đo ma sát là một đoạn ống thép dài 133,7mm, có diện
tích xung quanh là 150cm2 dùng để đo ma sát trên thành lỗ xuyên, thường ký
hiệu là fs.

- Hệ thống cần xuyên gồm có hai loại:
Cần ngoài là những ống rỗng, dùng để ấn định hướng xuyên xuống
đất và bảo vệ cần trong hoặc cáp điện.
Cần trong là những đoạn thép đặc, hình vuông, dùng để ấn mũi xuyên
xuống đất.
- Hệ thống tạo lực nén là những xylanh và piston để tạo ra lực nén
tĩnh. Trong xuyên máy diện tích xylanh thuỷ lực là 20 cm 2 . Trong xuyên tay
diện tích xylanh thủy lực là 20 cm2 .
- Hệ thống đo, ghi kết quả thường là các đồng hồ đo áp lực. Dựa vào
các số đọc, ghi được, người ta sẽ tính ra được sức kháng mũi xuyên và ma
sát đơn vị trên thành lỗ xuyên.
- Hệ thống neo giữ ổn định cho thiết bị xuyên trong quá trình thí
nghiệm.
2.1.3. Máy nén ngang.
Thiết bị nén ngang gồm các bộ phận sau:
- Buồng nén là một ống hình trụ, có thể bằng cao su mềm hay có thể
được bọc trong một ống cứng. Buồng nén có ba ngăn. Hai ngăn trên và dưới
là ngăn bảo vệ, được bơm đầy khí nén, ngăn giữa là ngăn để đo được bơm
đầy nước.
- Cần khoan là các đoạn cần rỗng được nối lại với nhau bằng ren, để
đưa buồng nén xuống vị trí cần đo.

14


- Ống đồng trục làm bằng chất dẻo, dài liên tục, trong ống có đường
dẫn khí vào các ngăn bảo vệ và đường dẫn nước vào ngăn để đo.
- Bộ phận điều khiển đặt trên mặt đất để kiểm tra và điều chỉnh áp lực
khí nén, lượng nước bơm vào ngăn để đo. Những năm gần đây người ta còn
gắn các thiết bị tự động vào bộ phận điều khiển để giúp cho việc ghi chép tự

động các kết quả thí nghiệm.
2.1.4. Thiết bị thí nghiệm SPT.
Một số dụng cụ thí nghiệm SPT gồm hai bộ phận chính là đầu xuyên và
bộ búa đóng.
- Đầu xuyên là một ống thép, gồm mũi xuyên, ống mẫu chẻ và đầu nối.
- Bộ búa đóng dùng để tạo năng lượng đóng mũi xuyên vào đất, gồm
quả búa, bộ gắp và cần dẫn hướng. Quả búa hình trụ tròn xoay, bằng thép có
lỗ ở chính tâm để có thể rơi trượt tự do theo thanh dẫn hướng.
- Bộ gắp là bộ phận dùng để nâng hạ búa một cách tự động, đúng quy
định.
- Cần dẫn hướng để định hướng rơi của quả búa gồm có đe và thanh
dẫn hướng: Đe là một đế thép tiếp nhận năng lượng rơi của búa truyền
xuống mũi xuyên thông qua hệ cần khoan. Thanh dẫn hướng có đường kính
phù hợp với đường kính lỗ ở giữa búa và có cấu tạo đặc biệt giúp cho bộ gắp
nhả búa đúng lúc đạt độ cao quy định.
* Các thông số kỹ thuật của dụng cụ thí nghiệm SPT
- Chiều dài ống mẫu: 810 cm.
- Đường kính ngoài : 51 cm.
- Đường kính trong : 35 cm.
- Trọng lượng tạ

: 63,5 kg

- Độ cạo rơi búa
: 76,2 cm.
Ngoài ra còn sử dụng dụng cụ thí nghiệm trong phòng để xác định một số
chỉ tiêu vật lý và sức chống cắt của đất.
2.2 Tiến hành khảo sát:
- Trong quá trình tiến hành khảo sát tại công trình ta tiến hành khoan, lấy
mẫu đất đá, thí nghiệm xuyên tĩnh, thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn, thí

nghiệm nén ngang. Kết quả của công tác khoan máy và các công tác khảo

15


sát thực hiện trong các hố khoan được thể hiện trong hình trụ lỗ khoan, và
kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh (XM) được ghi lại trong bảng.
2.2.1. Công tác khoan.
Việc khoan được tiến hành theo 3 quá trình chính là phá huỷ đất đá, làm
sạch đáy lỗ khoan và giữ ổn định thành lỗ khoan.
* Quá trình phá huỷ đất đá có thể thực hiện bằng cách ấn và xoay các
loại dụng cụ phá đá như các loại choòng khoan, lưỡi khoan có các hình
dạng và cấu tạo khác nhau tuỳ theo mục đích của việc khoan là không lấy
mẫu (khoan lấy mẫu hay khoan phá toàn đáy) hay có lấy mẫu (khoan lấy
mẫu) hoặc bằng năng lượng sinh ra do các tác dụng vật lý của các hiện
tượng truyền nhiệt (khoan bằng nhiệt), nổ (khoan nổ), thuỷ lực hay xung
điện (phá huỷ bằng xung điện)…
* Quá trình làm sạch đáy lỗ khoan, đưa mùn khoan lên măt đất có thể
thực hiện bằng các chất lỏng như nước lã, dung dịch sét, dung dịch gốc
dầu…trong khi rửa sạch lỗ khoan, hay bằng khí nén trong khi thổi sạch lỗ
khoan.
- Việc làm sạch đáy lỗ khoan tiến hành theo phương pháp thuận.
Trong phương pháp rửa thuận, nước rửa được bơm xuống lỗ khoan qua
khoảng rỗng ở bên trong cần khoan, tới đáy, làm sạch đáy lỗ khoan, mang
mùn khoan lên trên mặt đất theo khoảng trống giữa thành lỗ khoan và cần
khoan.
* Quá trình giữ ổn định thành lỗ khoan nhằm chống hiện tượng sập lở
hay trương nở thành lỗ khoan, gây khó khăn cho việc khoan sâu vào lòng
đất.
- Để giữ ổn định thành lỗ khoan có thể dùng các ống chống bằng thép có

đường kính phù hợp với đường kính lỗ khoan hay trong những trường hợp
áp lực đất đá ở thành lỗ khoan không lớn lắm, có thể dùng dung dịch sét.
Dưới tác dụng của áp lực thuỷ tĩnh do cột dung dịch trong lỗ khoan gây ra
cộng với việc tạo thành lớp vỏ sét xung quanh thành lỗ khoan ổn định,
nâng cao hiệu quả kinh tế của phương pháp khoan.
* Phương pháp khoan được sử dụng trong công tác khảo sát là khoan
xoay, thiết bị khoan là máy khoan XY-1A của Trung Quốc, sản xuất với
các đặc trưng đã nêu ở trên.

16


2.2.2. Công tác lấy mẫu đất đá.
- Lấy mẫu là mục đích của việc khoan khảo sát địa chất công trình. Tuỳ
theo từng điều kiện và yêu cầu cụ thể mà lấy mẫu, là mẫu nguyên trạng
(coi như giữ nguyên được trạng thái tự nhiên của đất đá) hoặc không
nguyên trạng (là mẫu đất đá đã bị xáo trộn, vỡ vụn, không đảm bảo kết cấu
ban đầu của chúng).
- Với các mẫu đất, muốn lấy mẫu phải đóng (bằng tạ) hay ấn (bằng hệ
thống thuỷ lực của máy khoan).
- Bộ dụng cụ lấy mẫu gồm ống mẫu là một ống có thể tách thành hai nửa
theo chiều dọc (ống mẫu bửa đôi hay ống mẫu chẻ), một đầu nối ống với
vòng cắt mẫu, một đầu nối với ống chuyển tiếp để nối với cần khoan.
Trong ống mẫu có đặt ống mẫu thành mỏng (ống lót) để chứa mẫu.Trong
đầu chuyển tiếp thường có viên bi thép để tránh nước rửa chảy vào bên
trong ống mẫu. Sau khi nâng ống mẫu lên, tách đôi ống ra, lấy được mẫu
đã chứa trong ống mẫu thành mỏng. Bịt hai đầu mẫu bằng nắp kim loại và
sáp để giữ mẫu không bị thay đổi độ ẩm và chuyển ngay về phòng thí
nghiệm để xác định các tính chất đặc trưng của mẫu đất.
- Để tăng hiệu quả lấy mẫu trong đất yếu, ta dùng loại ống mẫu pistông.

Khi khoan trong đá cứng, để lấy mẫu, ta dùng ống mẫu đơn (chỉ có một
ống) có cấu tạo đơn giản. Trong trường hợp gặp đá phong hoá, khó lấy
mẫu thì có thể dùng ống mẫu kép (ống mẫu nòng đôi) gồm hai ống mẫu
lồng vào nhau. Nhờ cấu tạo đặc biệt của đầu nối tiếp, nước rửa sẽ không
làm ảnh hưởng tới chất lượng mẫu.
Trong những lỗ khoan sâu, để giảm thời gian nâng thả cột cần khoan, có
thể dùng dây kéo mẫu: mẫu khoan sau khi đã bẻ, được kéo bằng dây ở phía
bên trong cột cần khoan.
- Mẫu được lấy trong các hố khoan, tại các độ sâu định sẵn trước khi lấy
mẫu, tiến hành dừng khoan đồng thời thổi sạch đáy lỗ khoan. Sau đó, mũi
khoan được rút lên và thay bằng ống lấy mẫu nguyên trạng đường kính
91mm, dài 40cm.
Các mẫu khi lấy lên được đặt thẻ mẫu ở trong và ngoài ống mẫu, sau đó
đậy nắp, bọc kín bằng Paraphin và được bảo quản cẩn thận rồi chuyển về
phòng thí nghiệm.
2.2.3. Thí nghiệm xuyên tĩnh (CPT).
- Thực hiện bằng máy, quá trình thí nghiệm như sau:
17


* Thiết bị xuyên tĩnh phải đựơc cân chỉnh về vị trí thăng bằng. Trục của
cần xuyên phải trùng với phương thẳng đứng.
* Do dùng xuyên máy nên việc xuyên được tiến hành liên tục cứ khoảng
20cm, lại đọc và ghi số liệu một lần.
* Vì sử dụng đầu xuyên có vỏ bọc đo ma sát, người ta cũng ấn cần và
đầu xuyên xuống vị trí cấn thí nghiệm. Sau đó ấn cần trong cho mũi xuyên
xuyên vào đất một khoảng độ 4cm để xác định sức kháng mũi xuyên q c .Số
đọc trên áp lực kế lúc này được ký hiệu là X. Ấn tiếp cần trong để mũi
xuyên và vỏ bọc đo ma sát đi sâu vào trong đất một khoảng 4 cm nữa nhằm
xác định tổng sức kháng của mũi xuyên và ma sát của đất với đoạn vỏ bọc

đo ma sát. Số đọc trên áp lực kế lúc này được ký hiệu là Y. Cuối cùng, ấn
cần ngoài để mũi xuyên đóng lại. Thí nghiệm được lặp lại cho đến khi kết
thúc điểm xuyên.
* Các giá trị đọc được là những giá trị ổn định trên áp lực kế. Cần loại
trừ các giá trị đột biến trong quá trình thí nghiệm.
2.2.4. Công tác thí nghiệm nén ngang PMT.
- Trước khi tiến hành thí nghiệm, phải tiến hành kiểm tra dụng cụ, thiết bị thí
nghiệm và thử để lập đường cong chuẩn ống cho từng buồng khí nén khác
nhau.
- Đặt buồng nén tới vị trí cần đo trong các lỗ khoan đã có trước. Trước khi
đo, phải giữ cho thành lỗ khoan ổn định bằng dung dịch sét bentonit.
- Tăng áp lực theo nhiều cấp, mỗi cấp bằng 0,1 pl.
- Tại mỗi cấp áp lực giữ ổn định trong 1 phút và theo dõi lượng nước bơm
vào ngăn để đo sau 30” và 60”.
2.2.5. Công tác thí nhiệm SPT.
- Tại mỗi điểm thí nghiệm SPT phải thực hiện một số công việc.
* Khoan tạo lỗ tới điểm sâu thí nghiệm vvaf rửa sạch đáy lỗ khoan .
- Việc khoan tạo lỗ có thể được tiến hành bằng phương pháp khoan xoay hay
guồng xoắn . Đường kính lỗ khoan phải đủ lớn ( từ 55 – 163 mm ) . Để giữ
thành lỗ khoan ổn định , có thể dùng dung dịch sét hay ống chống .
- Việc làm sạch đáy lỗ khoan có thể được tiến hành bằng sự tuần hoàn của
dung dich khoan .
18


* Lắp bộ búa đóng, kiểm tra bộ lắp ráp và thành dẫn hướng.
* Chọn điểm chuẩn và đo trên cần khoan 3 đoạn lien tiếp, mỗi đoạn bằng
6in ( 15cm ) phái trên điểm chuẩn .
* Đóng búa .
* Đếm và ghi số búa cần thiết để mũi xuyên ngập trong đất từng đoạn

15cm đã vach trước trên cần khoan . Phải ghi lại số búa cần thiết cho 15cm
vượt quá 50 ( hay 100 ) theo yêu cầu của thiết kế .
* Sau khi đếm và ghi đủ số búa ứng với độ ngập sâu 45cm của mũi xuyên
, tiến hành cắt đất bằng cách xoay cần khoan , rút mũi xuyên lên mặt đất .
* Tháo ống mẫu chẻ , quan sát và mô tả đất chứa trong đó , chọn mẫu đất
đại diện , bảo quản để đem về thí nghiệm một số chỉ tiêu như độ ẩm thành
phần hạt
2.3 Kết quả khảo sát đã thu được
2.3.1 Kết quả khảo sát công tác khoan:
- Lỗ khoan K3

Công trình : Trung tâm Dịch vụ Câu lạc bồ hội Báo chí

Tỉnh :Hà nội

HÌNH TRỤ LỖ KHOAN
Số hiệu :K3
Vị trí :

Độ sâu :35,0m

Ngày khởi công : 24/01/1995

Cao độ :

Ngày hoàn thành :25/01/1995

Mực nước ngầm – xuất hiện

Người lập

– ổn định : 1,25 m

Bảng 2.1
Độ

Hình

Mô tả

Độ sâu lấy
19


sâu
(m)

trụ

mẫu

Tỷ lệ :

Hoặc spt

1/20

(m)

0

3,6

Lớp bê tông nền nhà cũ , lẫn gạch vỡ và

6,0

đất .
Sét pha màu sám nâu , dẻo mểm – dẻo *(4,6-4,8)

8,8

chảy
Cát hạt trung màu xám vang , chặt vừa

20,5

Cát hạt nhỏ , hạt mịn màu xám nâu , xám *14(9,0-9,5)
phớt xanh hoặc phớt đen, chặt vừa

*12(11,0-11,5)
*14(15,0-

35,0

15,5)
Cát lẫn xạm sỏi màu xám nâu, có chỗ phớt *22(21,0-21,5)
xanh . Kích thước sạn sỏi từ 0,3-1cm., *28(25,0-25,5)
tương đối tròn cạnh.

*21(28,0-28,5)

*23(32,0-32,5)

2.3.2 Kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh
- Xuyên tại 2 điểm ( xem bảng kết quả xuyên ở chương 3 )
2.3.3. Kết quả thí nghiêm nén ngang:
Thí nghiệm nén ngang 1 :

Bảng 2.2
Áp lực
(kN/m2)

Lượng nước bơm
vào (cm3)

Chênh
lệch
20


30"
60"
0
0
0
50
47
48
80
103
113

150
190
196
200
204
205
250
220
220
360
241
242
450
266
273
570
333
336
680
420
440
750
503
540
950
645
Thí nghiệm nén ngang 13 :

0
1

10
6
1
0
1
7
3
20
37

Bảng 2.3
Áp lực
kN/m2
0
60
150
250
360
460
600
800
950
1200
1400
1530

lượng nước bơm vào cm3 chênh lệch
cm3
30’’
60’’

0
0
0
70
160
220
266
280
299
315
320
329
330
342
346
375
380
399
405
458
465
544
558
595
615

2.3.4. Kết quả thí nghiệm sức chống cắt:
Bảng 2.4
21

Mẫu 5

Mẫu 5

Pi

‫ﺡ‬i

Pi

‫ﺡ‬i

50 kPa

19 kPa

150 kPa

28 kPa

100

20

31

27

39

24

34

18

29

25

32

24

200

30

25

28

34

41

28

39

29

42

30

29

2.3.5 Kết quả thí nghiệm xác định các chỉ tiêu vật lý của đất đá
Bảng chỉ tiêu vật lý của các lớp đất thể hiện qua bảng 2.5

Bảng 2.5

22


Lớp Độ
đất

Hạt

Hạt

Hạt

Hạt

Hạt

Hạt

Hạt

Hạt

Hạt

sâu

bụi

cát

cát

cát

cát

sỏi

sỏi

sỏi

cuội

lấy

lớn

mịn

nhỏ

vừa

thô

nhỏ

vừa

lớn

dăm

mẫu

0,01-

0,05- 0,1-

0,25-

0,5~ 2-4

4-10 10-

nhỏ

(m)

0,05

0,1

0,25 0,5

2

20

2040

2

9,0-

16,8

6,8

38,4 12,4

22,2

2,0

1,3

0,1

2

9,5
18,0-

14,8

7,4

37,8 10,0

22,4

3,2

2,2

2,2

3

18,5
25,0-

7,5

4,3

19,4 11,5

11,2

11,8 12,5 8,6

3

25,5
32,0-

16,5

6,2

15,1 19,7

17,3

4,1

8,8

13,2

10,2 2,1

32,5

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỊA KỸ
THUẬT
3.1.Tính toán các kết quả khảo sát:
3.1.1 Tính toán kết quả xuyên tĩnh

23


Kết quả của thí nghiệm xuyên tĩnh thể hiện qua các đặc trưng sau :
- Lực kháng mũi xuyên qc là sức kháng của đất tác dụng lên mũi xuyên
và được xác định bằng cách chia lực tác dụng thẳng đứng Qc cho tiết diện
đáy mũi xuyên Ac.
qc =

Qc
(MPa)
Ac

- Giá trị của qc trong xuyên tay tính bằng trị số đọc X còn trong xuyên
máy sẽ bằng 2X.
- Ma sát đơn vị fs là sức kháng của đất tác dụng lên bề mặt của vỏ bọc đo
ma sát của mũi xuyên và được xác định bằng cách chia lực tác dụng lên bề
mặt của vỏ bọc Qs cho diện tích bề mặt của vỏ bọc đo ma sát As.
fs =

Qs
(MPa)
As

- Trị số của fs trong xuyên tay được tính từ các số đọc X, Y theo công
thức:
fs =

1
(Y − X )
15

- Còn trong xuyên máy:

fs =

1
(Y − X )
7.5

- Chỉ số ma sát Rf là tỷ số giữa ma sát đơn vị và sức kháng mũi xuyên ở
cùng một độ sâu thí nghiệm, tính bằng phần trăm:
Rf =

fs
.100%
qc

- Trong phương pháp thí nghiệm xuyên không liên tục, cứ 20cm thì
người ta lại đọc số liệu một lần. Từ đó sẽ tính được giá trị qc và fs tại các
chiều sâu khác nhau. Kết quả được ghi lại trong bảng (2.3).Biểu diễn sự thay
đổi của các giá trị đó theo chiều sâu, ta sẽ được biểu đồ xuyên tĩnh.
- Từ trên biểu đồ ta có thể phân định khá chính xác ranh giới giữa các
lớp đất trong khu vực khảo sát và nếu có nhiều điểm xuyên, ta sẽ lập được

mặt cắt địa chất gần đúng của đất qua đó sẽ định hướng cho việc tính toán và
thiết kế nền móng công trình.
- Lỗ xuyên XM2
* Từ biểu đồ kết quả xuyên tĩnh ta chia địa tầng lỗ xuyên thành 4 lớp
khác nhau :

24


+ Lớp 1 : có chiều sâu từ 0m – 1m lớp bề mặt chiếm chỗ nên không
tính đến qc
+ Lớp 2 : có chiều sâu từ 1m – 7,8m . Giá trị trung bình qc của lớp
đất này là:

qc = 8,457 kg/cm2 = 0,829 MPa ,

f s = 0,343 ( kg/cm2) = 0,033MPa

=> R f =

fs
=3,98%
qc

+ Lớp 3 : có chiều sâu từ 7,8m – 9,2m . Giá trị trung bình qc của lớp
đất này là:

qc =100,57 kg/cm2 = 9,866 MPa ,

f s = 1,8 ( kg/cm2) = 0,176 MPa

=> R f =

fs
=1,78%
qc

+ Lớp 4 : có chiều sâu từ 9,2m – 20,2m . Giá trị trung bình qc của
lớp đất này là:

qc = 75,7 kg/cm2 = 7,427 MPa ,

f s = 2,058 ( kg/cm2) =0,202 MPa

=> R f =

fs
=2,72%
qc

25