ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNGTRÌNH PHỤC VỤ THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI CHO MÓNG SILO CHỨA I MNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA ĐỊA CHẤT

VŨ ĐÌNH NGUYỀN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
PHỤC VỤ THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI CHO MÓNG SILO
CHỨA XI MĂNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
NGÀNH KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT


HÀ NỘI 2016
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA ĐỊA CHẤT

VŨ ĐÌNH NGUYỀN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
PHỤC VỤ THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI CHO MÓNG SILO
CHỨA XI MĂNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
NGÀNH KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT


CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS. TS NGUYỄN ĐẠI MINH
TS. NGUYỄN TRỌNG TRỰC

HÀ NỘI 2016
LỜI CẢM ƠN
Khóa luận được hoàn thành tại bộ môn Địa kỹ thuật, khoa Địa
Chất, trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên dưới sự hướng dẫn tận tình
của TS. Nguyễn Đại Minh, TS. Nguyễn Trọng Trực, cùng các th ầy cô trong
khoa
Qua đây em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Đại Minh, TS.
Nguyễn Ngọc Trực đã trực tiếp hướng dẫn, động viên em trong suốt quá
trình thực hiện khóa luận này.
Em cũng chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa, các anh ch ị
làm việc phòng Địa Kỹ Thuật Viên Khoa Học Công Ngh ệ Xây Dựng đã
nhiệt tình giúp đơc em trong suốt thời gian thực tập và thu th ấp tài li ệu
Cuối cùng em mong được bày tỏ long biết ơn tới gia đình bạn bè
đã ủng hộ và giúp đỡ em.
Do kiến thức còn hạn chế, khóa luận không thể tránh khỏi nh ững
thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận được sự bổ sung, góp ý của các th ầy
cô và các bạn để khóa luận them hoàn thiện

Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, tháng 5 năm 2016
Sinh viên: Vũ Đình Nguyên


Contents
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU...............................................................................8
1.1.

Điều kiện tự nhiên.................................................................................................................8

1.1.1.

Vị trí địa lý......................................................................................................................8

1.1.2.

Địa hình..........................................................................................................................9

1.1.3.

Khí hậu...........................................................................................................................9

1.1.4.

Thủy văn.........................................................................................................................9

1.2.

Đặc điểm dân cư, kinh tế xã hội..........................................................................................10

1.2.1.

Dân cư..........................................................................................................................10

1.2.1.

Kinh tế xã hội...............................................................................................................10

1.3.

Đặc điểm tài nguyên............................................................................................................11

1.3.1.

Tài nguyên khoáng sản................................................................................................12

Loại khoáng sản.......................................................................................................................12
1.3.2.

Tài nguyên biển............................................................................................................13

1.3.3.

Tài nguyên du lịch........................................................................................................13

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỊA KỸ THUẬT CHO CÔNG TRÌNH SILO CHỨA XI MĂNG
TẠI THỦY NGUYÊN HẢI PHÒNG...........................................................................................................15
3.2.

Khoan thăm dò....................................................................................................................15

3.3.

Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn..............................................................................................16

3.4.

Thí nghiệm xuyên tĩnh.........................................................................................................18

3.5.

Thí nghiệm trong phòng......................................................................................................22

3.6.

Chỉnh lý và viết báo cáo.......................................................................................................24

CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐCCT TẠI KHU VỰC XÂY DỰNG SILO.............................................26
3.1.

Nhận xét chung về khu đất dự kiến xây dựng Silo.............................................................26

3.2.

Cấu trúc địa chất nền và các chỉ tiêu cơ lý các lớp đất đá trong khu vực khảo sát...........26

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI CHO MÓNG SILO CHỨA XI MĂNG.................27
4.1.

Luận chứng giải pháp móng thích hợp cho silo..................................................................27

4.2.

Tính toán thiết kế cọc khoan nhồi cho móng silo...............................................................27

4.2.1.

Nguyên lý chung..........................................................................................................27

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Trữ lượng các loại khoáng sản đang khai thác.........................................................12
Bảng 2: Tương quan giữa giá trị SPT và trạng thái của đất cát...................................................17


M Ở ĐẦ U
Xi măng là một nguyên liệu quan trọng không thể thiếu trong lĩnh
vực xây dựng. Xi măng là chất kết dính thủy lực được tạo thành bằng
cách nghiền mịn clinker, thạch cao tự nhiên và phụ gia.
Clinker là sản phẩm nung đến kết khối của hỗn h ợp nguyên li ệu
đá vôi và đất sét theo các hệ số phù hợp để tạo được các thành ph ần
khoáng mong muốn.
Thủy Nguyên là huyện có nhiều núi đá vôi nhất của thành phố Hải
Phòng với trữ lượng 380 triệu m3 đá vôi và với 360 triệu m3 đất sét,
phân bố ở 112 điểm núi tại tám xã, thị trấn trên địa bàn. Nhiều năm qua,
đá vôi đã trở thành một trong những thế mạnh của địa phương, phục vụ
phát triển sản xuất công nghiệp và sản xuất vật liệu xây d ựng (VLXD)
như: vôi bột , đá nguyên liệu, đất đèn ,, và đặc biệt là xi măng. V ới nguồn
nguyên liệu dồi dào vì vậy mà Thủy Nguyên là một địa điểm phù h ợp để
xây dựng nhà máy sản xuất xi măng.
Việc xây dựng các silo chứa xi măng là một phần trong công tác xây
dựng và vận hành hoạt động của nhà máy. Chính vì thế, nghiên c ứu đánh
giá điều kiện địa chất công trình phục vụ thiết kế cọc khoan nh ồi cho
móng silo chứa xi măng phù hợp với sức chứa lớn là rất quan trọng trong
thiết kế nền móng cho hạng mục này. Công tác này giúp cho silô hoạt
động ổn định để làm tốt các chức năng của nó.
Nhiệm vụ chính của đề tài:
-

Xác định: Điều kiện địa chất công trình khu vực xây d ựng

silo chứa xi măng
-

Dựa vào số liệu tải trọng chất tải của silo, công trình truyền

xuống, diện tích xây dựng cho phép và đặc biệt là các s ố liệu kh ảo sát
địa chất.
măng

Tính toán thiết kế cọc khoan nhồi cho móng silo ch ứa xi


-

Số lượng cọc khoan nhồi.
-

Lựa chọn vật liệu cho cọc: mác bê tông, mác của thép,

số lượng thép cần để làm cọc.
-

Chiều sâu cọc khoan nhồi.

-

Cách bố trí các cọc

Nội dung khóa luận

Với mục tiêu, nhiệm vụ đặt ra, khóa luận được hoàn thành gồm 4
chương
Chương 1: Điều Kiện Địa Lý Tự Nhiên, Kinh Tế - Xã Hội huy ện
Thủy Nguyên Hải Phòng
Chương 2: Tài Liệu Và Phương Pháp Nghiên Cứu Địa Kỹ Thuật Cho
Công Trình Silo Chứa Xi Măng Tại Thủy Nguyên Hải Phòng
Chương 3: Đánh Giá Điều Kiện Đcct Tại Thủy Nguyên Hải Phòng
Chương 4: Tính Toán Thiết Kế Cọc Khoan Nhồi Cho Móng Silo
Chứa Xi Măng


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1. Điều kiện tự nhiên
1.1.1. Vị trí địa lý

Thuỷ Nguyên ở phía Bắc Thành phố Hải Phòng, có giới hạn địa
lý từ 20052' đến 21001' vĩ độ Bắc và 106031' đến 106046' kinh độ đông.
Thuỷ Nguyên là một huyện ven biển của Thành phố Hải Phòng thuộc
vùng châu thổ sông Hồng được bao bọc 4 mặt bởi sông và biển.
Huyện Thuỷ Nguyên có 35 xã và 2 thị trấn với tổng diện tích tự nhiên
là 24.279,9 ha, chiếm 15,6% diện tích thành ph ố.
Huyện Thuỷ Nguyên nằm ở vị trí tiếp giáp giữa 2 vùng địa lý tự
nhiên lớn: vùng ĐBSH và vùng đồi núi Đông Bắc. Vị trí địa lý của Thuỷ
Nguyên rất thuận lợi, nối thành phố Hải Phòng với vùng công nghiệp
phía đông - bắc của vùng KTTĐ Bắc bộ. Thuỷ Nguyên nằm trên trục
giao thông quốc lộ 10 nối các tỉnh duyên hải Bắc Bộ (Ninh Bình, Nam
Định, Thái Bình, Quảng Ninh...) với thành phố Hải Phòng. Hiện nay
Thuỷ Nguyên đã được xác định sẽ là vùng kinh tế động lực, một trung

tâm du lịch sinh thái quan trọng của Thành Phố Hải, ngoài ra trên địa
bàn Thuỷ Nguyên sẽ hình thành khu đô thị mới của Thành phố trong
tương lai. Đây là một trong những yếu tố quan trọng để tạo điều kiện
cho Thuỷ Nguyên phát triển mạnh trong giai đoạn từ nay tới năm
2020.
1.1.2. Địa hình
Thuỷ Nguyên ở vào vị trí chuyển tiếp của 2 vùng địa lý tự nhiên
lớn. Một số xã ở phía Bắc và Đông Bắc huyện có núi đá vôi và đồi đất
thấp, địa hình không bằng phẳng, mang đặc điểm của vùng bán sơn
địa, các xã phía Nam có địa hình bằng phẳng hơn, mang đặc điểm của
vùng đồng bằng.
Do vậy về đặc điểm sinh thái, Thuỷ Nguyên có thể được chia
thành nhiều tiểu vùng khác nhau như: Tiểu vùng núi đá vôi xen kẽ
thung lũng; Tiểu vùng đồi núi xen kẽ đồng bằng; Tiểu vùng c ửa sông
ven biển; tiểu vùng đồng bằng,... Với đặc điểm về địa hình nh ư v ậy,
Thuỷ Nguyên có nhiều điều kiện để phát triển một nền kinh tế tổng
hợp với nhiều loại sản phẩm hàng hoá có giá trị kinh tế cao.
1.1.3. Khí hậu
Khí hậu Thuỷ Nguyên mang những đặc tính chung của khí hậu
miền bắc Việt Nam là khí hậu nhiệt đới gió mùa, nh ưng do g ần bi ển
nên Thuỷ Nguyên còn chịu ảnh hưởng của khí hậu chuyển tiếp gi ữa
đồng bằng ven biển với vùng đồi núi Đông Bắc.
Nhiệt độ trung bình cả năm đạt từ 23 - 24 0C. Độ ẩm tương đối
trung bình hàng năm biến động từ 88 - 92% cùng v ới l ượng m ưa bình
quân hàng năm là 1.200 – 1.400 mm.
Thuỷ Nguyên nằm sát biển, chịu ảnh hưởng trực tiếp chế độ
gió bão từ Thái Bình Dương, hàng năm có khoảng 4 đến 5 c ơn bão và
áp thấp nhiệt đới đổ bộ trực tiếp, tốc độ gió có khi lên t ới c ấp 11 12.

1.1.4. Thủy văn
Thuỷ Nguyên có 4 con sông lớn chảy qua đó là: Sông Kinh Thày,
sông Cấm, sông Đá Bạc, sông Bạch Đằng. Ngoài bốn con sông lớn trên,
Thuỷ Nguyên còn có sông Giá là con sông chứa nước ngọt rất lớn của
huyện
Do đặc điểm của hệ thống sông chảy qua huy ện là cuối nguồn
nên lượng phù sa ít, khả năng bồi tụ vùng ven biển, c ửa sông ch ậm.
Hiện nay vùng đất ven biển huyện Thuỷ Nguyên đang có c ốt đ ất
thấp, thường xuyên bị ngập nước và có hiện tượng xâm thực vào đ ất
liền gây nhiễm mặn khá rõ. Vào mùa đông nguồn nước của các sông
thường bị nhiễm mặn, nguồn nước ngọt chủ yếu của huyện dựa vào
hồ sông Giá, kênh Hòn Ngọc và các ao, hồ, đầm, ruộng trũng.
1.2. Đặc điểm dân cư, kinh tế xã hội
1.2.1. Dân cư
Dân số: trên 30 vạn người, mật độ dân số khoảng 1240
người/km2. Dân số của Thuỷ Nguyên phân bố không đều, thị trấn
Núi Đèo là nơi có mật độ dân số cao nhất của huyện 3765ng ười/km2,
Gia Minh là xã có mật độ dân số thấp nhất 371 người/km2
1.2.1. Kinh tế xã hội
Công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp - xây dựng và d ịch vụ. Hiện
nay, trên địa bàn huyện có hơn 20 xí nghiệp, nhà máy, hàng trăm c ơ s ở
sản xuất - kinh doanh, công ty trách nhiệm hữu hạn hoạt động đã tạo
lập môi trường sản xuất - kinh doanh sôi động, cạnh tranh lành
mạnh, góp phần giải quyết việc làm cho hàng nghìn lao động, tăng
nhanh giá trị sản xuất công nghiệp - xây dựng trên địa bàn huy ện.
Cùng với những thành tựu đạt được, Thủy Nguyên còn đón nh ận
nhiều dự án lớn đang được đầu tư trên địa bàn như: tuyến Quốc lộ 10
từ Bến Kiền, Đá Bạc sang Quảng Ninh; nhà máy nhiệt điện 600 MW
(xã Tam Hưng); Nhà máy Xi măng Hải Phòng (thị trấn Minh Đ ức); m ở

rộng Công ty Công nghiệp Tàu thủy Nam Triệu.... Đây sẽ là nh ững n ền
tảng cơ bản cho sự phát triển của Thủy Nguyên trong tương lai.
Bên cạnh đó, phát huy lợi thế của vùng ven đô giáp hải cảng,
Thủy Nguyên có điều kiện phát triển du lịch, thương mại và d ịch vụ
với nhiều thắng cảnh đẹp như: hồ Sông Giá, hang L ương, hang Vua,
khu vực núi Tràng Kênh... và nhiều công trình kiến trúc độc đáo, đ ền
thờ, miếu mạo đã được Nhà nước công nhận và xếp h ạng cùng v ới
những lễ hội truyền thống độc đáo, đậm đà bản sắc dân tộc.
Có thể nói, bức tranh kinh tế Thủy Nguyên trong giai đoạn gần
đây đã có những gam màu sáng, hoạt động kinh tế sôi đ ộng h ơn đã
mang lại hơi thở mới trong cuộc sống của người dân n ơi đây. Đ ời
sống vật chất cũng như tinh thần của người dân Thủy Nguyên đ ược
cải thiện rõ rệt nhờ các biện pháp chăm lo đầu tư cơ s ở h ạ tầng, phát
triển văn hóa giáo dục.
Công tác y tế, dân số và chăm sóc sức kh ỏe cộng đồng đ ược
quan tâm, đặc biệt là các xã vùng sâu, vùng xa. Đến nay, huy ện đã
hoàn thành chương trình đưa bác sỹ về cơ sở, sửa chữa các trạm y tế
xã, đầu tư hệ thống trang thiết bị hiện đại, phục vụ tốt công tác
khám, chữa bệnh. Đặc biệt, công tác giáo dục, chăm sóc, bảo v ệ tr ẻ
em được quan tâm thường xuyên bằng hành động thiết th ực nh ư duy
trì tốt hoạt động giảng dạy ở các lớp học tình thương, giúp đỡ trẻ em
có hoàn cảnh đặc biệt hòa nhập cộng đồng.
Các hoạt động văn hóa, thể thao quần chúng phát tri ển mạnh
mẽ. Công tác xã hội hoá thể thao được đẩy mạnh từ c ấp huy ện đ ến
cơ sở, góp phần rèn luyện sức khoẻ nhân dân. Các môn bơi lặn, bóng
đá thiếu niên nhi đồng, điền kinh trong sân đều đạt thành tích cao.
Về xây dựng cơ bản, huyện chỉ đạo các ban ngành th ực hiện
xong quy hoạch chi tiết thị trấn Núi Đèo, thị trấn Minh Đức, khu đô th ị
Bắc Sông Cấm và lập dự án khai thác tài nguyên hồ Sông Giá. Ngoài ra,

huyện còn tiến hành xây dựng 2 nhà máy nước loại nh ỏ ở xã Tân


Dương, Lập Lễ, hệ thống cấp nước ở Lại Xuân, xây dựng 60 bể xử lý
chất thải chăn nuôi đảm bảo vệ sinh môi trường.
Hệ thống giao thông vận tải phát triển mạnh về số lượng và
chất lượng, đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hóa và phục vụ nhu
cầu đi lại của nhân dân. Bên cạnh đó, công tác quản lý ph ương tiện,
giải tỏa hành lang an toàn giao thông được tăng cường, th ường xuyên
thực hiện chế độ duy tu, sửa chữa hệ thống đường sá. Đến nay,
huyện Thủy Nguyên đã cơ bản hoàn thành việc bàn giao lưới điện
trung áp ở các xã, thị trấn, đưa vào sử dụng 5 công trình bằng ngu ồn
vốn phụ thu và một phần đóng góp của nhân dân trị giá 644 triệu
đồng. Bên cạnh đó, ngành Bưu điện Thủy Nguyên cũng đạt được
nhiều bước tiến vượt bậc.
1.3. Đặc điểm tài nguyên
1.3.1. Tài nguyên khoáng sản
Được thiên nhiên ưu đãi, huyện Thuỷ Nguyên có trữ lượng khá
lớn các loại khoáng sản phi kim loại. Đó là đá vôi ở phía B ắc huy ện,
chạy dài từ xã An Sơn, Lại Xuân qua xã Liên Khê, Lưu Ki ếm, L ưu Kỳ
đến xã Minh Tân, Minh Đức. Thêm vào đó là dải đất sét ch ạy t ừ xã Kỳ
Sơn đến các xã Chính Mỹ, Minh Tân, Lưu Kiếm, Minh Đức... Xen kẽ v ới
các núi đá vôi, đất sét là khu vực mỏ Silic khá lớn thuộc địa bàn ở các
xã Lại Xuân và Liên Khê.
Đây là nguồn nguyên liệu dồi dào cho công nghiệp sản xuất xi
măng, hoá chất, khai thác và sản xuất VLXD.
Bảng 1: Trữ lượng các loại khoáng sản đang khai thác
Loại khoáng sản
Đá vôi
Nguyên trạng

Đang khai thác
Tổng cộng:
Silic

Diện tích (ha)
593,9
415,5
1009,4

Trữ lượng (1000m
)

3

259384,0
120908,2
380.292,2


Nguyên trạng
Đang khai thác
Tổng cộng
Sét đen
Nguyên trạng
Đang khai thác
Tổng cộng:
Sét xi măng
Nguyên trạng
Đang khai thác
Tổng cộng

113,6
24,3
137,9

27569,0
5247,4
32816,4

0
11,0
11,0

0
450
450

1144,6
25,0
1169,6

136178,1
10253,0
146431,1

Có thể nhận thấy, tiềm năng khoáng sản của huyện Thuỷ Nguyên
khá phong phú. Tuy nhiên, chủ yếu là khoáng s ản phi kim lo ại. Khoáng
sản kim loại duy nhất là quặng sắt, mặc dù ch ưa có đánh giá chính xác
về trữ lượng nhưng đánh giá sơ bộ thì nguồn tài nguyên này chưa đủ để
khai thác trên quy mô công nghiệp.

1.3.2. Tài nguyên biển
Là huyện ven biển, Thuỷ Nguyên có hàng ngàn ha diện tích bãi
triều để phục vụ phát triển nghề nuôi trồng thuỷ sản, mặt khác đây
cũng chính là vùng có điều kiện thuận l ợi để phát tri ển ngành kinh t ế
biển trong đó ngành đóng sửa tàu thuyền trong tương lai sẽ là th ế m ạnh
của huyện
1.3.3. Tài nguyên du lịch
Tài nguyên du lịch được hình thành từ hai yếu tố: yếu tố tự nhiên
và yếu tố xã hội, nhân văn.
* Yếu tố tự nhiên
Về cảnh quan hang động: Quá trình hoạt động của vỏ Trái
đất để lại trên địa bàn huyện Thuỷ Nguyên nhiều hang động kỳ thú mà
hiện nay vẫn còn giữ nguyên vẻ hoang sơ ban đầu. Hầu hết các hang
động ở đây đều có độ dài trên dưới 200m, trong đó, có một số hang động
là di tích lịch sử như: Hang Lương, ở giáp xã Lưu Kiếm và Gia Minh; hang
Vua ở xã Minh Tân. Đây là những hang còn ghi dấu chiến công oanh li ệt


của nhà Trần trong trận thuỷ chiến năm 1288 chống quân Nguyên trên
sông Bạch Đằng.
ở phía bắc của huyện còn có một số các hang động tập trung như: hang
Vải, hang Ma, hang Sộp, hang Sơn, hang Đốc Tít, hang Gỗ, hang 204... sẽ là
những điểm có thể khai thác phục vụ du lịch, thu hút các du khách.
Cảnh quan sinh thái: huyện Thuỷ Nguyên có khá nhiều cảnh quan
đẹp, trong đó phải kể đến hồ sông Giá, sông Hòn Ngọc.
Có thể nói, tài nguyên cảnh quan của huyện Thuỷ Nguyên,
chứa đựng một tiềm năng du lịch to lớn. Nếu tiềm năng ấy được đ ầu
tư khai thác sẽ là tiền đề cho việc phát triển của ngành du lịch đ ịa
phương
* Tài nguyên nhân văn:

- Dân cư: Dân cư của Thuỷ Nguyên là một cộng đồng gồm dân địa
phương và dân từ nơi khác di cư đến sinh sống ở đây đ ược diễn ra t ừ r ất
sớm: Di tích thờ tướng lĩnh các vua Hùng cho biết từ th ời lập nước đã có
người từ miền núi xuống đây lập nghiệp.
- Văn hoá, tín ngưỡng: Nằm ở vị trí giao cắt của nhiều trục giao
thông nên quá trình giao lưu văn hoá của huyện Thuỷ Nguyên có nhiều
nét độc đáo và diễn ra khá mạnh. Hội hát Đúm, Đu Tiên, h ội m ở m ặt
Phục Lễ, hát ca trù Đông Môn... đây là các sinh hoạt văn hoá, tín ng ưỡng
với những sắc thái rất đặc trưng của con người Thuỷ Nguyên.
Các di tích LSVH gồm có: đền thờ Trần Quốc Bảo, đền th ờ Trạng
nguyên Lê ích Mộc và cụm di tích Liên Khê như:Đền Thụ Khê (T ừ Th ụ),
Chùa Thiểm Khê (Hoa Linh Tự), Chùa Mai Động (Lê Sơn T ự). Ngoài ra
còn có khu di chỉ đồ đá, đồ đồng Tràng Kênh và Việt Khê.
Bên cạnh đó Thuỷ Nguyên còn là nơi có nhiều lễ hội diễn ra nh ư:
hội thi bơi ở Minh Tân, văn hoá làng nghề với các ngày gi ỗ tổ nghề g ốm,
nghề đục đá. Giờ đây, do nhiều nguyên nhân khác nhau, h ội làng không
còn được tổ chức rộng rãi như trước. ở nhiều làng, phần hội m ất đi, ch ỉ
còn lại phần lễ trong các đình chùa.


1.2


CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỊA KỸ THUẬT
CHO CÔNG TRÌNH SILO CHỨA XI MĂNG TẠI THỦY NGUYÊN
HẢI PHÒNG
Trong nhiều năm qua, việc nghiên cứu đánh giá điều kiện ĐCCT là
một trong những yếu tố quan trọng cần tìm hiểu rõ khi quy hoạch và
xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp.
Khảo sát địa chất công trình là công tác nghiên c ứu, đánh giá đi ều

kiện địa chất công trình tại địa điểm xây dựng nh ằm xác đ ịnh c ấu trúc
nền đất, tính chất cơ lý của các lớp đất nền, điều kiện n ước d ưới đất và
các tai biến địa chất phục vụ cho công tác quy hoạch, thiết k ế và x ử lý
nền móng…. Các dạng công tác chính trong kh ảo sát đ ịa ch ất 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 tr ước
khi thiết kế nền móng công trình. Khảo sát địa chất công trình có ý nghĩa
đặc biệt quan trọng khi thiết kế xây dựng công trình ở nh ững n ơi có
điều kiện địa chất phức tạp, thiết kế xây dựng nhà cao tầng, công trình
ngầm. . .
Sau khi đánh giá điều kiện ĐCCT, dựa vào ph ương pháp lý thuy ết
móng tìm được móng phù hợp cho công trình.
Để đánh giá điều kiện ĐCCT tại khu vực nghiên cứu ta sử dụng các
phương pháp địa kỹ thuật sau:
3.2.

Khoan thăm dò
Khoan đào thăm dò là công tác quan trọng nhất trong khảo sát

ĐCCT và có mục đích chính như sau:
+ Nhằm xác định phạm vi phân bố, ranh giới các lớp đất đá;
+ Lấy mẫu đất đá, mẫu nước phục vụ TN trong phòng;


+ Sử dụng hố khoan để tiến hành thí nghiệm ngoài trời;
+ Nghiên cứu đặc điểm ĐCTV.
Ngoài ra trong hố khoan ta còn tiến hành thí nghiệm xuyên
tiêu chuẩn SPT
3.3.

Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn
Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn là một trong những phương pháp

khảo sát Địa chất công trình phục vụ xây dựng. Thí nghiệm đ ược tiến
hành bằng cách đóng một mũi xuyên tiêu chuẩn bằng búa tiêu chuẩn có
khối lương , chiều cao rơi búa 762.5 cm vào trong đ ất từ đáy l ỗ khoan đã
vét sạch. Tiến hành thí nghiệm với 3 hiệp, mỗi hiệp tương ứng v ới mũi
xuyên cắm sâu vào đất 15cm, đếm số búa mỗi hiệp và giá trị xuyên tiêu
chuẩn là tổng số búa của 2 hiệp sau. Két qảu thí nghiệm SPT đ ược ghi
vào sổ nhật ký khoan, cứ 2m tiến hành 1 lần. Đất trong ống m ẫu đ ược
mô tả và thí nghiệm như mẫu không nguyên trạng.
Mục đích
Kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn được dùng cho các mục đích
chính sau đây:
Phân chia địa tầng, phát hiện các lớp kẹp, các thấu kính đất hạt rời,
phân biệt các đất hạt rời với chế độ chặt khác nhau theo diện và theo độ
sâu.
Đánh giá giá trị của một số chỉ tiêu cơ lí như:
- Độ chặt, góc ma sát trong của đất hạt rời
- Độ sệt, độ bền nén có nở hông của đất dính;
- Môđun biến dạng của đất rời;
- Sức kháng xuyên tĩnh của đất.
Đánh giá một số chỉ tiêu động lực của đất như:
- Khả năng biến loãng của đất rời;


- Tốc độ truyền sóng trong đất.
Dự báo sức mang tải của một số loại móng:
- Sức mang tải của móng nông trên đất rời;

- Sức mang tải của cọc, chủ yếu là cọc chống, đặc biệt cọc
khoan nhồi.
Giải đoán kết quả:
Đánh giá một cách định tính thì đất càng tốt khi N càng l ớn và
ngược lại N càng nhỏ thì đất càng xấu
Bảng 2: Tương quan giữa giá trị SPT và trạng thái của đất cát
Số đo N
(SPT)

Trạng thái
của đất
Rất rời

04

Độ
chặt (Dr%)
<30

25 30

4 10

Rời

10 30

Chặt vừa

30 60

30 32.3

30 50

Chặt

60 80

32.3 40

>50

Rất chặt

>80

40 45

Bảng 3: Tương quan giữa giá trị SPT và trạng thái của đất sét
Số đo N (SPT)

Trạng thái của đất

Sức kháng nén đơn
(qu, kg/cm2)
<0,25

<2

Chảy

24

Dẻo chảy

0,25 0.5

48

Dẻo vừa

0.5 1.0

8 15

Dẻo cứng

1.0 2.0

15 30

Nửa cứng

2.0 4.0

>30

Cứng

>4.0


Bảng 4: Quan hệ giữa sức kháng xuyên tiêu chuẩn Nspt và sức kháng
xuyên tĩnh đầu mũi qc
STT

Loại đất

Tỉ số qc/Nspt

1

Sét

2

2

Sét pha

3

3

Cát hạt mịn

4

4

Cát hạt trung, thô

Từ 5 đến 6

5

Cát hạt trung lẫn sạn sỏi

Lớn hơn 8

3.4.

Thí nghiệm xuyên tĩnh
Xuyên tĩnh là một loại thí nghiệm hiện trường được phát tri ển

rộng rãi nó giải quyết được nhiều vấn đề kỹ thuật cũng nh ư kinh t ế
trong khảo sát phục vụ thiết kế thi công nền móng các loại công trình
Nguyên lý thí nghiệm xuyên tĩnh : xuyên vào đất một chùy xuyên
hình côn, than hình trụ. Lực xuyên là lực ép tĩnh, nhỏ, không đổi. Sức
kháng gây ra khi ấn mũi xuyên tùy thuộc vào thành phần, trạng thái, tính
chất của đất gồm:
- Phản lực của đất lên mũi xuyên được gọi là sức chống xuyên
tĩnh Q;
- Tổng ma sát sinh ra giữa mặt hông của mũi xuyên và đất gọi
là lực ma sát hông F.
Sức kháng xuyên đơn vị của đât được xác định bằng công th ức:

qc=

(kg/cm2)

Sức kháng đơn vị ở thành xuyên hông sẽ là

fs=

(kg/cm2)


Trong đó: Q - lực kháng xuyên tĩnh, kg
F - l ực ma sát ở thành xuyên, kg
A - tiết diện ngang mũi xuyên, cm 2
S - diện tích bề mặt thành xuyên, cm 2
Mục đích thí nghiệm
- Xác định ranh giới các lớp đất và bề mặt lớp đất và bề mặt
lớp đất đá cứng, xác định độ đồng nhất của các lớp đ ất và
khoanh định dị thường khác của đất;
- Xác định độ chặt của đất loại cát;
- Đối chứng với khoan thăm dò và thí nghiệm trong phòng đ ể
phân chia loại đất và xác định một số đặc trưng cơ - lý của
các lớp đất, phục vụ thiết kế nền móng trong điều kiện cho
phép;
- Xác định sức chịu tải của móng cọc.
Bảng 5: Độ chặt của đất theo trị số qc đối với đất cát
Thành phần và trạng
thái đất cát
Cát thô trung
Cát mịn
Cát bụi, ít ẩm
Cát bụi bão hòa nước

Sức chống mũi đơn
vị với sự hạ mũi
xuyên qc
> 150
50 - 150
< 50
> 120
40 - 120
< 40
> 100
30 - 100
< 30
> 70
20 - 70
< 20

Mối quan hệ giữa Góc ma sát và qc

Độ chặt
Chặt
Chặt vừa
Rời
Chặt
Chặt vừa
Rời
Chặt
Chặt vừa
Rời
Chặt

Chặt vừa
Rời


Qc

1

(kg/cm2)

8

0

Đ
ộ

2
0

2

sâu 8

4

3
0

7

0

20

3
2

1

3
4

2
00

3
6

3
00

3
8

4
0

<2m
Đ
ộ

2

sâu 6

2
8

3
0

3
2

3
4

3
6

3
8

>5m
Mối quan hệ giữa trị số qc với độ sệt đất loại sét
Sức chống cắt đơn vị của đất sét
đối với sự hạ mũi xuyên qc

Trạng thái

(kg/cm2)
> 50
30 - 50
10 - 30
< 10

Cứng
Nửa cứng
Dẻo cứng
Dẻo mềm, dẻo chảy

Lực dính kết không thoát nước (Cu,=0) theo qc
Cu= qc/10( không có áo bọc )
Cu= qc/ (15 18)
Sức chịu tải cho phép Ro và sức kháng mũi qc
Qc(kg/
cm2)

1

20

30

40

50

60

1

2.

3

4

5

5.

0
Ro

(kg/cm2)
.2
2
Modun biến dạng E

8

qc
: Hệ số thực nghiệm cho loại đất ở từng khu vực nghiên cứu
Với các giá trị được thể hiện theo bảng
Trạng thái đất

Trị

số

qc


(kg/cm2)
Sét ít dẻo
<7
7 20
>20
Bụi ít dẻo
<20
>20
Than bùn
<7
Cát
<100
Sạn sỏi, pha cát
>100

48
34
1.3 2.3
36
13
0.4 4
2
23

chặt
Trình tự thí nghiệm xuyên tĩnh: trước khi xuyên tĩnh phải kiểm tra

an toàn các thiết bị , xác địnhchính xác vị trí xuyên. Máy xuyên đượcchỉnh
về vị trí cân bằng, độ nghiêng tối đa cho phép không v ượt quá 2đ ộ tr ục
cần xuyên phải trùng với phương thẳng đứng của thiết bị tạo nén. Ti ến
hành xuyên với tốc độ 2cm/s và chỉ dừng xuyên khi nối cần. c ứ 0,2m đọc
trị số kháng xuyên đầu mũi và sức kháng xuyên tổng 1 lần. trong qua
trình xuyên đưa lực xuống đều và từ từ. theo dõi đ ồng h ồ , đ ọc ghi k ết
quả và ghi vào sổ nhật ký xuyên tĩnh. Ngoài ra còn ghi s ự cố và hiện
tượng khác khi xuyên nếu có.
Xử lý số liệu xuyên tĩnh
Dựa vào kết quả thu được, tính kháng xuyên đơn vị (q c) và sức
kháng ma sát thành đơn vị (fs) theo công th ức:
qc= 2*X
fs=
Trong đó: X số đọc lần 1 Sức kháng xuyên đầu mũi
Y số đọc lần 2 S ức kháng xuyên t ổng
Từ đó lập được biểu đồ xuyên tĩnh.
Dựa vào biểu đồ xuyên tĩnh kết hợp với tài liệu khoan để lập mặt
cắt địa chất, phân chia ranh giới các lớp.
3.5.

Thí nghiệm trong phòng


Mục đích
Thí nghiệm trong phòng nhằm xác định các chỉ tiêu cơ lý, thành
phần hạt của đất và thành phần hóa học của nước.
Yêu cầu thí nghiệm:
Đối với mẫu nguyên trạng: cần xác định các chỉ tiêu theo bảng sau
Các chỉ tiêu và phương pháp xác định.
S

Chỉ tiêu

Phương pháp xác định

1

Độ ẩm tự nhiên (W

Xác định bằng phương pháp sấy

tt
%)
2

khô
Khối

lượng

riêng

Xác định bằng phương pháp tỷ

(g/cm3)
trọng
3
Khối lượng thể tích
Xác định bằng phương pháp dao
tự nhiên(g/cm3)

4
Giới hạn chảy (W%)

vòng
Xác định bằng phương pháp
chùy xuyên hoặc bằng thiết bị quay

5
6
7
8
9
1

Giới hạn dẻo (W%)

đập Casagrande
Xác định bằng phương pháp lăn

Góc ma sát trong

trên kính mờ
Xác định bằng phương pháp cắt

Lực dính (Kpa0

phẳng
Xác định bằng phương pháp cắt

Hệ số nén lún

phẳng
Xác đinh bằng phương pháp nén

Thành phần hạt

không nở hông
Xác định bằng phương pháp tỷ

Chỉ số dẻo Is

trọng kế
Is=WTWp

0
Độ sệt B
Độ rỗng
Hệ số rỗng
Modun tổng

B=(WWp)/Is
biến


dạng
Áp lực tính toán quy
ước
Chú thích
: hệ số chuyên đổitừ nén không nở hông sang nén có n ở hông ph ụ
thuộc vào loại đất

Đất cát
Đất cát pha
Đất sét pha
hệ số chuyển đổi từ modun biến dạng thí nghiệm trong phòng
sang modun biến dạng thí nghiệm bằng bàn nén ngoài hiện tr ường, ph ụ
thuộc vào hệ số rỗng tự nhiên
A,B,D là các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất
, thể tích lỗ rỗng
V thể tích toàn mẫu đất
Vs thể tích hạt rắn
Đối với mẫu xáo động; cần xác định các chỉ tiêu
Thành phần hạt bằng phương pháp rây
Khối lượng riêng bằng phương pháp cân đo thể tích
Góc nghỉ của cát khi ướt, khi khô.
3.6.

Chỉnh lý và viết báo cáo
Mục đích: nhằm hệ thống lại các số liệu trong quá trính kh ảo sát,

trên cơ sở đó lập ra báo cáo khảo sát địa chất công trình.
Nội dung chỉnh lý, viết báo cáo
Chỉnh lý kết quả thí nghiệm hiên trường


Tài liệu khoan khảo sát: chỉnh lý nhật ký, kết h ợp v ơi tài li ệu thí
nghiệm trong phòng để lập các hình trụ lỗ khoan
Tài liệu xuyên tĩnh: chỉnh lý nhật ký xuyên tĩnh, vẽ các bi ểu đ ồ
xuyên. Chỉnh lý kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT và biểu đồ
xuyên
Chỉnh lý kết quả trong phòng thí nghiệm

Tiến hành chỉnh lý kết quả thí nghiệm theo các tiêu chuẩn đồng
thời kết hợp với kết quả các thí nghiệm hiện tr ường để xác đ ịnh ranh
giới giữa các lớp đất, các giá trị tiêu chuẩn, tính toán, lập bảng t ổng h ợp
các chỉ tiêu cơ lý của đất và vẽ mặt cắt địa chất công trình khu xây d ựng
Lập báo cáo
Từ các kết quả, tài liệu tiến hành viết báo cáo địa chất công trình
theo quy định
Khi có được các số liệu về điều kiện địa chất công trình để đạt
được mục tiêu tính toán và thiết kế cọc khoan nhồi cho móng silo ch ứa
xi măng thì ta sẽ dùng Phương pháp lý thuyết xác định s ức ch ịu t ải c ủa
cọc theo đất nền theo tài liệu khảo sát địa chất, các tiêu chuẩn và tài
liệu kỹ thuật liên quan đến móng cọc có mũi ngàm vào đá gốc, cũng nh ư
xác định khả năng chịu tải theo vật liệu cọc TCXD 195: 1997. S ức ch ịu
tải của cọc là giá trị nhỏ nhất theo 2 giá trị tính toán trên. Sau đó d ựa vào
tải trọng bên trên theo sức chứa của silo sẽ xác định số lượng cọc và
cách bố trí cọc.