Khảo sát địa chất công trình: Đánh giá điều kiện và thiết kế khảo sát địa chất công trình nhà a1 thuộc tổ hợp nhà ở – Siêu thị cao tầng cầu giấy, Hà Nội

c¸c gi¶i ph¸p thÝch hîp ®Ó kh¾c phôc, b¶o ®¶m c«ng tr×nh x©y dùng kinh tÕ vμ æn ®Þnh l©u dμi. Qua viÖc nghiªn cøu vμ ®¸nh gi¸ c¸c ®iÒu kiÖn §Þa chÊt c«ng tr×nh cña khu vùc x©y dùng tæ hîp Nhμ ë – Siªu thÞ cao tÇng sè 333, CÇu GiÊy, Hμ Néi cho thÊy cÊu tróc nÒn ë ®©y kh«ng ®ång nhÊt vμ kh¸ phøc t¹p. §Êt nÒn ë ®©y gåm 10 líp. BÒ dμy mçi líp cã sù biÕn ®æi m¹nh .V× vËy khi x©y dùng c«ng tr×nh cã thÓ ph¸t sinh c¸c vÊn ®Ò ®Þa chÊt c«ng tr×nh nh− sau: ¨VÊn ®Ò søc chÞu t¶i cña ®Êt nÒn. ¨VÊn ®Ò biÕn d¹ng. C«ng tr×nh x©y dùng Nhμ A1 (22 tÇng) cã t¶i träng 860 T/trô n»m trong tæ hîp Nhμ ë – Siªu thÞ cao tÇng sè 333, CÇu GiÊy - Hμ Néi dù kiÕn x©y dùng. C«ng tr×nh x©y dùng cã quy m« vμ t¶i träng lín x©y dùng trªn nÒn ®Êt cã cÊu tróc kh«ng ®ång nhÊt vμ kh¸ phøc t¹p. V× vËy ®Ó ®¶m b¶o ®−îc yªu cÇu kü thuËt vμ hiÖu qu¶ kinh tÕ, t«i tiÕn hμnh dù b¸o c¸c vÊn ®Ò ®Þa chÊt c«ng tr×nh cho khu vùc cÇn x©y dùng nh− sau: 2.1 VÊn ®Ò søc chÞu t¶i cña ®Êt nÒn Nhμ lμm viÖc (22 tÇng) cã t¶i träng 860T/trô cã kÝch th−íc mÆt b»ng x©y dùng 40m´40m, theo tμi liÖu khoan trong giai ®o¹n thiÕt kÕ s¬ bé víi cÊu tróc ®Þa chÊt d−íi mãng c«ng tr×nh kh¸ phøc t¹p vμ t¶i träng 860T/trô cña khu nhμ, nÕu ta sö dông gi¶i ph¸p mãng n«ng trªn nÒn thiªn nhiªn lμ kh«ng hîp lý c¶ vÒ kinh tÕ vμ kü thuËt. Bëi c¸c líp ®Êt n»m trªn kh¶ n¨ng chÞu t¶i thÊp víi quy m« vμ t¶i träng c«ng tr×nh nh− trªn. V× vËy ta lùa chän gi¶i ph¸p mãng cäc, víi ®Æc ®iÓm c«ng tr×nh nhμ 22 tÇng t¶i träng 860T/trô x©y dùng trªn nÒn ®Êt cã cÊu tróc phøc t¹p bao gåm nhiÒu líp kh¶ n¨ng chÞu t¶i thÊp, nÕu thi c«ng mãng cäc Ðp víi ®Æc ®iÓm t¶i träng c«ng tr×nh vμ cÊu tróc nÒn nh− trªn cäc ph¶i ®−îc Ðp s©u ®Õn líp 8 líp ®Êt kh¶ n¨ng chÞu t¶i cao, th−êng khã thi c«ng, cäc l¹i kh«ng ®¶m b¶o vÒ ®é m¶nh dÉn ®Õn søc chÞu t¶i cña cäc thÊp g©y lªn biÕn d¹ng c«ng tr×nh. Nhμ ë A1 (22tÇng) cã t¶i träng 860T/trô, t«i nh©n thÊy víi ®iÒu kiÖn t¶i träng nh− trªn vμ cÊu tróc ®Êt nÒn ë khu vùc x©y dùng nμy th× ph−¬ng ¸n mãng cäc khoan nhåi lμ hîp lý nhÊt. V× t¶i träng cña c«ng tr×nh lín vμ n»m trªn líp ®Êt yÕu dμy .MÆt kh¸c khu ®Êt x©y dùng thuéc n»m trong vïng ®«ng ®óc d©n c−, l©n cËn cã nhiÒu c«ng tr×nh quan träng n»m trong ph¹m vi ¶nh h−ëng bëi chÊn ®éng cña c¸c ph−¬ng ph¸p thi c«ng c«ng tr×nh b»ng c¸c gi¶i ph¸p NÒn-Mãng kh¸c, do ®ã khi thi c«ng cäc khoan nhåi sÏ kh«ng lμm ¶nh h−ëng nhiÒu tíi c¸c c«ng tr×nh xung quanh. Ph−¬ng ¸n cäc bª t«ng cèt thÐp thi c«ng b»ng ph−¬ng ph¸p khoan hè mãng råi ®æ bª t«ng cèt thÐp. ¨ ¦u ®iÓm cña cäc khoan nhåi: - §¸p øng ®−îc nh÷ng yªu cÇu cña c«ng tr×nh cã t¶i träng lín vμ chiÒu dμi lín ( h¹n chÕ ®−îc ®é lón ®Æc biÖt lμ lón lÖch ); - Thi c«ng ®−îc trong mäi ®iÒu kiÖn §CCT vμ §CTV; - Søc chÞu t¶i cao; - Cã ma s¸t ë cäc vμ ®Êt lín; - Tèn Ýt thÐp; - §æ t¹i chç; - Khi thi c«ng kh«ng g©y ¶nh h−ëng hay lμm nguy h¹i tíi c¸c c«ng tr×nh bªn c¹nh;  - §iÒu kiÖn më réng ch©n cäc t−¬ng ®èi rÔ rμng. ¨ Nh−îc ®iÓm: - Khã kiÓm tra chÊt l−îng cäc; - ThiÕt bÞ thi c«ng t−¬ng ®èi phøc t¹p; - C«ng tr−êng dÔ bÞ bÈn trong qu¸ tr×nh thi c«ng. Dùa vμo mÆt c¾t ®Þa chÊt c«ng tr×nh tuyÕn HK1-HK2 vμ s¬ ®å bè trÝ c¸c c«ng tr×nh th¨m dß ë giai ®o¹n kh¶o s¸t s¬ bé, t«i chän ®Þa tÇng hè khoan HK1 lμm c¬ së tÝnh to¸n ®Æc tr−ng cho khu ®Êt x©y dùng t¹i khu nhμ A1. §Þa tÇng hè khoan A1 ®−îc m« t¶ nh− sau: Líp 1: §Êt lÊp cã thμnh phÇn chñ yÕu lμ c¸t lÉn phÕ th¶i x©y dùng, chiÒu dμy 1,2(m); Líp 2: SÐt pha, mμu n©u hång, tr¹ng th¸i dÎo mÒm, chiÒu dμy 2,6(m), søc chÞu t¶i lμ 1,3 KG/cm2. Líp 3: SÐt pha, mμu x¸m ghi, x¸m ®en, ®«i chç xen kÑp c¸c æ c¸t nhá, tr¹ng th¸i dÎo ch¶y, chiÒu dμy 14,8(m), søc chÞu t¶i lμ 0,773 KG/cm2. Líp 4: SÐt, mμu hång, tr¹ng th¸i dÎo cøng, chiÒu dμy 1,2(m), søc chÞu t¶i lμ 1,715 KG/cm2. Líp 5: C¸t h¹t nhá, mμu x¸m xanh ®Õn x¸m vμng, tr¹ng th¸i chÆt võa, chiÒu dμy 7,2(m), søc chÞu t¶i lμ 2,0 KG/cm2. Líp 6: C¸t h¹t trung lÉn sái, mμu x¸m vμng, x¸m xanh, tr¹ng th¸i chÆt võa ®Õn chÆt, chiÒu dμy 3,0(m), søc chÞu t¶i lμ 4,5 KG/cm2. Líp 7: C¸t h¹t th« lÉn s¹n sái, mμu x¸m vμng, tr¹ng th¸i chÆt, chiÒu dμy 4,5(m), søc chÞu t¶i lμ 6,0 KG/cm2. Líp 8: S¹n sái lÉn c¸t, x¸m vμng, tr¹ng th¸i rÊt chÆt, chiÒu dμy 2,5(m); søc chÞu t¶i lμ 3,0 KG/cm2 Líp 9: C¸t h¹t trung, mμu x¸m vμng, tr¹ng th¸i chÆt, chiÒu dμy 2,5(m), søc chÞu t¶i lμ 5,0 KG/cm2. Líp 10: Cuéi sái, mμu x¸m, x¸m vμng, tr¹ng th¸i rÊt chÆt, chiÒu dμy 5,5(m), søc chÞu t¶i lμ 6,0 KG/cm2. 2.1.1. Chän lo¹i cäc, ®µi cäc 2.1.1.1. Chän ®é s©u ®Æt ®¸y ®µi Dùa vμo tμi liÖu thu thËp vμo giai ®o¹n tr−íc t«i chän chiÒu s©u ®Æt ®¸y ®μi lμ 2,5(m), ®μi cäc ®−îc cÊu t¹o b»ng bª t«ng cèt thÐp. KÝch th−íc cuèi cïng cña ®μi phô thuéc vμo sè l−îng cäc vμ sù bè trÝ cäc trªn mÆt b»ng. 2.1.1.2. Chän lo¹i cäc, kÝch th−íc cäc Dùa vμo quan hÖ t¶i träng c«ng tr×nh 860T/trô vμ cÊu tróc ®Êt nÒn n¬i x©y dùng t«i chän líp tùa cäc lμ líp sè 10, mòi cäc c¾m s©u vμo líp 10 lμ 1,5(m), s©u 41,0(m). §Ó ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu vÒ kinh tÕ, kü thuËt t«i chän lo¹i cäc bª t«ng cèt thÐp ,tiÕt diÖn trßn cäc cã ®−êng kÝnh 100cm. - Bª t«ng cäc m¸c 300 #. - Cèt thÐp däc chÞu lùc f = 22 AIII. - Cèt thÐp ®ai f =12 AII §Çu cäc ngμm vμo ®μi 0,5m. Nh− vËy, tæng chiÒu dμi cña cäc: L = 41,0 – 2,5 + 0,5 = 39,0 (m) 2.1.2. X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i tÝnh to¸n cña cäc 2.1.2.1 X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc theo vËt liÖu lµm cäc. Cäc bª t«ng cèt thÐp, søc chÞu t¶i cña cäc theo vËt liÖu lμm cäc ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc. Pvl = f (m1.m2.Rb.Fb + Ra.Fa) (2-1) Trong ®ã: - Pvl Søc chÞu t¶i tÝnh to¸n cña cäc theo vËt liÖu lμm cäc; - f hÖ sè uèn däc, lÊy f = 1; - m1: HÖ sè ®iÒu kiÖn lμm viÖc, ®èi víi cäc khoan nhåi, lμm b»ng bª t«ng, theo ph−¬ng th¼ng ®øng lÊy m1 =0,85. - m2 : HÖ sè ®iÒu kiÖn lμm viÖc kÓ ¶nh h−ëng cña ph−¬ng ph¸p thi c«ng cäc lÊy m2 = 0,7. - Fb: DiÖn tÝch tiÕt diÖn phÇn bª t«ng: Fb = Fcäc – Fa; Fcäc= p.r1 2 = 3,14 x 0,52 = 0,785 (m2) - Fa: DiÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña toμn bé cèt thÐp chñ trong cäc. + Mét thanh cèt thÐp chñ f = 22 AIII cã diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang lμ: Fct(1 thanh)=3,801 cm2 = 3,801x10-4 (m2) + Chu vi cña lång thÐp: C = 2p.r2 = 2.3,14.0,44 = 2,783 (m) + Trªn thÐp ®ai cø 20cm bè chÝ mét thÐp chñ. VËy tæng sè thanh thÐp chñ lμ: C = 2, 783 N1 = 0, 2 Chän N’1 = 14 (thanh) = 13,915 (thanh) 0, 2 Do ®ã toμn bé tiÕt diÖn ngang cña cèt thÐp chñ trong cäc lμ: Fa = 3,801.10-4.14 = 53,214.10-4 m2 = 0,0053214 (m2) VËy Fb = Fcäc – Fa = 0,785 - 0,0053214 = 0,780 (m2) - Ra: C−êng ®é chÞu kÐo giíi h¹n cña cèt thÐp theo TCVN 5574-1991, Ra = 36000 T/m2 - Rb: C−êng ®é chÞu nÐn cña bª t«ng phô thuéc vμo m¸c bª t«ng tra theo b TCVN 5574-1991 th× R = 1300(T/m2). Thay sè vμo c«ng thøc (3-1): Pvl = 1 (0,85.0,7.1300.0,780 + 36000.0,0053214) = 794,900 (T). 2.1.2.2. Søc chÞu t¶i cña cäc theo chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt nÒn ( Tiªu chuÈn XDVN 205: 1998) Søc chÞu t¶i cho phÐp cña cäc ®¬n x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: P Trong ®ã: Pa = tc Ktc (2-2) Ktc : HÖ sè an toμn kÓ ®Õn ¶nh h−ëng cña nhãm cäc ( Ktc= 1.4-1.75 ), s¬ bé ta chän, Ktc= 1.40 Ptc : Søc chÞu t¶i tiªu chuÈn tÝnh to¸n theo ®Êt nÒn cña cäc ®¬n. Do cäc c¾m vμo líp cuéi sái 1,5 m lªn cäc khoan nhåi trong tr−êng hîp nμy lμm viÖc theo nguyªn lý cña cäc chèng. Suy ra Ptc = Pp (2-3) Pp: Lμ søc chèng mòi cäc ¨ X¸c ®Þnh søc chèng mòi cäc Pp : 2 p Pp = mR qp d 4  (2- 4) mR: HÖ sè lμm viÖc cña ®Êt ë mòi cäc cã kÓ ®Õn ¶nh h−ëng ph−¬ng ph¸p h¹ cäc mR = 1. qp : C−êng ®é chÞu t¶i cña ®Êt nÒn ë mòi cäc ( T/m2): qp = 2000 T/m2 Thay qp, mR, d vμo c«ng thøc ( 3 - 4 ) ®−îc søc chèng mòi cäc Pp = 1570 (T) = Ptc K a Suy ra P = Ptc tc  = 1570 30 30 S 1, 40  = 1121,429 (T) 2.1.2.3. X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc theo thÝ nghiªm xuyªn tiªu chuÈn – SPT Trong ®ã : Ptt = m.N .F + n.N tb .F ,( KG ) (2-5) m : HÖ sè, lÊy m = 120 n : HÖ sè, lÊy n = 1 N30 : TrÞ sè SPT cña ®Êt trong kho¶ng 1d d−íi mòi cäc vμ 4d trªn mòi cäc ( d lμ ®−êng kÝnh cäc ), N30 = 100 30 N tb : TrÞ sè SPT trung b×nh cña c¸c líp ®Êt däc theo chiÒu dμi cäc , N  30 tb = 36 F : DiÖn tÝch tiÕt diÖn ngang mòi cäc, F = 3,14* 12/4 = 0,785 (m2) FS : Diªn tÝch mÆt xung quanh cäc, FS = p*d*L = 3,14* 1* 39,0 = 122,46 (m2) Thay vμo c«ng thøc (2-5) ta ®−îc Ptt = 13828,56 ( KN ) = 138285,6 (T) Søc chÞu t¶i cho phÐp cña cäc tÝnh theo c«ng thøc : Pcp = Ptt / 4 = 34571,4 (T) Søc chÞu t¶i cña cäc ®−îc chän ®Ó tÝnh to¸n lμ: Pc = min ( PVL , Pa , Pcp ) = PVL = 794,900 (T) 2.1.3. X¸c ®Þnh s¬ bé kÝch th−íc ®µi cäc, sè l−îng cäc bè trÝ trong ®µi. 2.1.3.1. X¸c ®Þnh s¬ bé kÝch th−íc ®µi cäc. §Ó c¸c cäc Ýt ¶nh h−ëng lÉn nhau, cã thÓ coi lμ cäc ®¬n, theo quy ph¹m quy ®Þnh c¸c cäc trong mÆt b»ng sao cho kho¶ng c¸ch gi÷a tim c¸c cäc trong ®μi a ³ 3d (d lμ ®−êng kÝnh cäc). Cã thÓ bè trÝ c¸c cäc theo m¹ng « vu«ng, « cê, m¹ng kh«ng dμn ®Òu. NÕu chän kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cäc lμ 3d th× øng suÊt trung b×nh d−íi d¸y mãng ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: P tt s tb = 2 (a) (2-6) ë ®©y: a = 3d = 3.1 = 3 (m); VËy: P tt s tb = 2 = (3d ) 794, 900 (3)2  = 88, 322  (T/m2) DiÖn tÝch s¬ bé ®¸y ®μi ®−îc tÝnh theo c«ng thøc (2-7). Trong ®ã:  Fsb = P s tb - g tb  .h.n  (2-7) sb - F : DiÖn tÝch s¬ bé ®¸y ®μi (m2). - gtb: Khèi l−îng thÓ tÝch trung b×nh cña ®μi vμ phÇn ®Êt phÝa trªn ®μi lÊy: gtb = 2,2 (T/m3). - n : HÖ sè v−ît t¶i n = 1,1. - h : chiÒu s©u ch«n ®μi: h = 2,5 (m); - P: t¶i träng tiªu chuÈn do c«ng tr×nh truyÒn xuèng: P = 860 (T) Thay sè vμo c«ng thøc (2-7) ta cã Fs b = 860 88, 322 - 2, 2.2, 5.1,1 = 10, 453 (m2) 2.1.3.2. X¸c ®Þnh sè l−îng cäc trong ®µi: Sè l−îng cäc trong ®μi ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: Trong ®ã: n = b å N P tt (2-8) b : hÖ sè kinh nghiÖm: lÊy b = 1,4; åN: tæng t¶i träng kÓ ®Õn cao tr×nh ®¸y ®μi; åN = N tc + Q sb 0 d Q sb d : träng l−îng trung b×nh cña ®μi vμ phÇn ®Êt trªn diÖn tÝch s¬ bé ®μi; Q sb d = n.Fd .h.g tb = 1,1.10,453.2,5.2,2 = 65,241 (T) åN = 860 + 65,241 = 925,241 (T); Thay vμo (3-6) ta cã: n = 1,4. 925, 241 = 1,73 cäc. 794, 9 VËy ta chän ®μi cäc gåm 2 cäc. Chän kho¶ng c¸ch tõ mÐp cäc ngoμi cïng ®Õn mÐp ®μi lμ 5 cm C¹nh dμi cña ®μi cäc cã kÝch th−íc: 2.1 + (3.1 – 1) + 2.0,05 =4,1 (m) ChiÒu réng ®μi: 1+ 2.0,05=1,1 (m). ¾ VËy diªn tÝch tÝnh to¸n cña ®μi lμ: 4,1.1,1 = 4,51 (m2). N0 38,5 m 4,1 m 0.06 m 1 m 3 m S¬ ®å bè trÝ cäc trong ®µi 2.1.4 KiÓm tra vÒ ®é an toµn cña cäc vµ ®Êt nÒn 2.1.4.1. KiÓm tra t¶i träng t¸c dông lªn cäc Mãng chÞu t¶i träng th¼ng ®øng ®óng t©m, sè l−îng cäc lμ 2, ®Ó cäc lμm viÖc b×nh th−êng th× ®iÒu kiÖn sau ph¶i tho¶ m·n: å N Trong ®ã: Pmax = n £ Pv (2-9) - Pmax: Lùc nÐn lín nhÊt t¸c dông lªn cäc. - N: tæng t¶i träng t¸c dông lªn cét ®μi. tc tt åN = N 0 + Q d  = 925,241 (T). Thay sè vμo c«ng thøc (3-6) ta cã: P = 925, 241 = 462, 621 £ 794, 900 (T) max 2 VËy cäc lμm viÖc b×nh th−êng. 2.1.4.2. KiÓm tra c−êng ®é ®Êt nÒn Ta coi cäc vμ phÇn ®Êt xung quanh lμ mét mãng khèi quy −íc. KÝch th−íc mãng khèi quy −íc phô thuéc vμo gãc ma s¸t më a vμ ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: a = jtb 4  ; j tb = Sji .li Sl  (2-10) i Trong ®ã: j tb : lμ gãc ma s¸t trung b×nh cña c¸c líp ®Êt mμ cäc ®i qua; li : chiÒu dμy líp ®Êt thø i; j i : gãc ma s¸t thø i; tra theo b¶ng sau ®èi víi ®Êt rêi: B¶ng 2.1 B¶ng tra gãc ma s¸t trong j ®èi víi ®Êt rêi Gi¸ trÞ xuyªn tiªu chuÈn N30 (bóa) Gãc ma s¸t trong j (®é) <4 4 – 10 10 – 30 30 – 50 > 50 <30 30 – 35 35 – 40 40 – 45 >45 - a: Gãc më mãng khèi quy −íc. jtb  11°16¢.2,6+6°31¢.14,8+15°54'.1, 2+36°15'.7, 2+38°45'.3,0+ 45°.4,5+ 45°.2,5+ 43°45'.2,5+ 45°.1,5 = = 24043' 41 VËy f 24°43' a = tb = 4 4  = 6011' *Mãng khèi quy −íc cã chiÒu s©u ®¸y mãng lμ 42(m) (tÝnh tõ mÆt ®Êt ®Õn mÆt ph¼ng mòi cäc). DiÖn tÝch ®¸y mãng khèi quy −íc ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Fqu = (A1+ 2L.tga)(B1+ 2L.tga) (2-11) Trong ®ã: Fqu: DiÖn tÝch ®¸y mãng khèi quy −íc (m2); BM: ChiÒu réng cña ®¸y mãng khèi quy −íc; BM = A1+ 2L.tga = 1+2.39.tg6011’ = 9,451 (m) LM: ChiÒu dμi cña ®¸y mãng khèi quy −íc; LM = B1+ 2L.tga = 4+2.39.tg6011’ = 12,451 (m) A1, B1: kho¶ng c¸ch gi÷a hai mÐp ngoμi cña hai hμng cäc ngoμi cïng theo chiÒu réng vμ chiÒu dμi ®¸y ®μi cäc, víi nc = 2, A1 = 1m; B1 = d = 4 m; L: chiÒu dμi cäc, L= 39 m; Thay vμo (6.39) ta cã: Fqu=(1+2.39.tg6011’)(4+2.39.tg6011’) =117,674 (m2) Khi ®ã ¸p lùc t¹i ®¸y mãng khèi quy −íc lμ: å N Pqu =  Fqu (2-12) N0 38,5 m 12,451 m 9,451 m S¬ ®å diÖn tÝch ®¸y mãng khèi quy −íc Víi SN lμ tæng t¶i träng th¼ng ®øng t¸c dông lªn ®¸y mãng khèi quy −íc: SN = N0+ Q® + Qqu + Qc (2-13) Träng l−îng trung b×nh cña phÇn ®Êt vμ bª t«ng trªn ®¸y ®μi trong ph¹m vi mãng khèi quy −íc: Q d = n.Fqu .h.g tb = 1,1.117,674.2,5.2,2 = 711,928 (T) Trong ®ã: Fqu : DiÖn tÝch ®¸y mãng khèi quy −íc gtb- Khèi l−îng thÓ tÝch trung b×nh ®Êt vμ bª t«ng n»m trªn ®¸y ®μi, lÊy gtb = 2,2 T/m3 Träng l−îng cña phÇn cäc d−íi ®¸y ®μi : Qc = 2. g c .L.Fc = 2. g c .L. p d 2 4  = 2.2,5.39. 3,14.1 4  = 153,075 (T) g c : Khèi l−îng thÓ tÝch cña bª t«ng, p d 2 g c = 2,5 T/m3 3 ThÓ tÝch cña phÇn cäc Vc =2.L. 4 = 61,23 (m ) ThÓ tÝch cña phÇn mãng khèi quy −íc bªn d−íi ®¸y ®μi: qu V = F .(41 – 2,5) = 117,674.38,5 = 4530,449 (m3) ThÓ tÝch cña phÇn ®Êt d−íi ®¸y ®μi: V® = V – Vc = 4530,449 - 61,23 = 4469,219 (m3) Träng l−îng cña phÇn ®Êt d−íi ®¸y ®μi: Qqu = g’.V® = 1,80.4469,219 = 8044,594 (T) g’: Khèi l−îng thÓ tÝch trung b×nh cña c¸c c¸c líp ®Êt n»m trªn ®¸y mãng khèi, lÊy g’ = 1,80 T/m3 Ta cã: SN = 860 + 711,928 + 8044,594 + 153,075 = 9769,597 (T) 2 9769, 597 Thay vμo 2-12 ta cã: Pqu = 117, 674 = 83,023 (T/m ) thøc: C−êng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt ë ®¸y mãng khèi quy −íc ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng RM = m(A.g.b + B.g'.h + D.C) (2-14) Trong ®ã: RM: C−êng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt nÒn ë ®¸y mãng khèi quy −íc, T/m2 m: HÖ sè ®iÒu kiÖn lμm viÖc, m = 1 b: ChiÒu réng mãng khèi quy −íc: b = BM = A1+ 2L.tga = 1+2.39.tg6011’ = 9,451 (m) h: ChiÒu s©u ®Æt mãng, h = 41 m g: Khèi l−îng thÓ tÝch cña líp ®Êt n»m d−íi mãng khèi quy −íc, víi cuéi sái lÊy g =2.0 T/m3 g’: Khèi l−îng thÓ tÝch trung b×nh cña c¸c c¸c líp ®Êt n»m trªn ®¸y mãng khèi, lÊy g’ = 1,80 T/m3 c: Lùc dÝnh cña ®Êt n»m d−íi ®¸y mãng, víi ®Êt rêi c = 0 LÊy j = 45o tra b¶ng ®−îc A = 3,36; B = 15,64; D = 14,61 Thay vμo (3-13) ta cã: RM = 1.(3,36.2,0.9,451 + 15,64.1,80.41) = 1217,743 (T/m2) §Ó nÒn ®Êt lμm viÖc b×nh th−êng th× ¸p lùc tiªu chuÈn lªn ®¸y mãng khèi quy −íc ph¶i nhá h¬n c−êng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt ë ®¸y mãng khèi. Nh− vËy ®iÒu kiÖn cña bμi to¸n ®−îc tho¶ m·n. stc = Pqu = 83,023 (T/m2) < RM = 1217,743 (T/m2) 2.1.4.3. KiÓm tra kh¶ n¨ng chäc thñng ®µi cäc: §Ó ®μi cäc kh«ng bÞ chäc thñng trong qu¸ tr×nh lμm viÖc th× chiÒu cao lμm viÖc tæng céng cña ®μi cäc ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau: P Trong ®ã: h0 > U [t ] (3-14) h0: ChiÒu cao lμm viÖc cña ®μi cäc, h0 = (2,5 – 0,5) = 2,0 m; P: T¶i träng t¸c dông lªn c¸c cäc, P = 925,241 (T); [t]: c−êng ®é kho¸ng c¾t giíi h¹n cña bª t«ng, theo kinh nghiÖm lÊy: [t] = R n , víi R 10 n  lμ c−êng ®é kh¸ng nÐn cña bª t«ng Rn ® [t] = 130 (T/m2)  = 1300 T/m2 U: chu vi tiÕt diÖn cäc, U = 2.3,14.0,5 = 3,14 (m) Ta cã: tho¶ m·n. 925, 241 2.3,14.130  = 1,133(m)  < h0 vËy ®iÒu kiÖn chèng chäc thñng ®μi ®−îc 2.2. VÊn ®Ò biÕn d¹ng cña nÒn: Víi gi¶i ph¸p mãng lμ cäc khoan nhåi (cäc chèng), ®Æt vμo líp cuéi sái tr¹ng th¸i rÊt chÆt, m«®un tæng biÕn d¹ng E0 rÊt lín, søc chÞu t¶i R0 cao, cäc ®ùoc ch«n ®é s©u 41 m nªn biÕn d¹ng lμ rÊt bÐ, lu«n tho¶ m·n ®iÒu kiÖn biÕn d¹ng , do ®ã viÖc kiÓm tra biÕn d¹ng cã thÓ bá qua. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PH−ƠNG ÁN KHẢO SÁT ĐCCT NHÀ A1 THUỘC TỔ HỢP NHÀ Ở – SIÊU THỊ CAO TẦNG. A. LUËN CHøNG NHIÖM Vô THIÕT KÕ. 3.1. KÕt qu¶ kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh ë giai ®o¹n nghiªn cøu kh¶ thi C«ng tr×nh Tæ hîp Nhμ ë – Siªu thi nhμ cao tÇng dù kiÕn x©y dùng ë sè 333, CÇu GiÊy, Hμ Néi.Trong qu¸ tr×nh kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh s¬ bé ®· tiÕn hμnh c¸c d¹ng c«ng t¸c sau: ¨ §o vÏ b¶n ®å ®Þa h×nh trªn ph¹m vi x©y dùng tû lÖ 1/1.000. ¨ C«ng t¸c khoan th¨m dß: §· tiÕn hμnh 3 hè khoan víi tæng chiÒu dμi lμ 135m. ¨ C«ng t¸c lÊy mÉu: §· lÊy vμ thÝ nghiÖm 15 mÉu ®Êt nguyªn d¹ng vμ kh«ng nguyªn d¹ng. Trªn c¬ së ®ã ®· thμnh lËp ®−îc b¶ng tæng hîp c¸c chØ tiªu c¬ lý cña c¸c líp ®Êt. ¨ C«ng t¸c thÝ nghiÖm ngoμi trêi: §· tiÕn hμnh 9 lÇn thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn (SPT). Tõ c¸c kÕt qu¶ kh¶o s¸t §CCT s¬ bé thu ®−îc ngoμi hiÖn tr−êng, kÕt hîp víi kÕt qu¶ thÝ nghiÖm trong phßng, t«i ®· s¬ bé ®−a ra mÆt c¾t ®Þa chÊt c«ng tr×nh cho toμn khu vùc nghiªn cøu, ph©n chia ®−îc ®Þa tÇng, x¸c ®Þnh ®−îc chiÒu s©u, ranh giíi gi÷a c¸c líp, ®−a ra b¶ng tæng hîp chØ tiªu c¬ lý cña ®©t nÒn, s¬ bé ®¸nh gi¸ ®−îc ®Æc ®iÓm ®Þa tÇng trong khu vùc x©y dùng vμ kh¶ n¨ng x©y dùng cña ®Êt nÒn, cung cÊp c¸c tμi liÖu cÇn thiÕt ®Ó s¬ bé thiÕt kÕ c«ng tr×nh. 3.2 NhiÖm vô kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh ë giai ®o¹n thiÕt kÕ kü thuËt 3.2.1. Nh÷ng vÊn ®Ò cßn tån t¹i trong giai ®o¹n kh¶o s¸t §CCT s¬ bé: KÕt qu¶ kh¶o s¸t §CCT s¬ bé nh»m môc ®Ých chän ®−îc khu ®Êt x©y dùng tèt nhÊt trªn c¬ së ph−¬ng ¸n so s¸nh vμ cung cÊp c¸c tμi liÖu cÇn kh¶o s¸t §CCT cÇn thiÕt cña ph−¬ng ¸n ®−îc lùa chän ®Ó s¬ bé thiÕt kÕ c«ng tr×nh. Do ®ã c¸c kÕt qu¶ kh¶o s¸t §CCT s¬ bé thu ®−îc cßn tån t¹i mét sè h¹n chÕ nh−: ¨ M¹ng l−íi c¸c c«ng tr×nh th¨m dß ch−a ®¶m b¶o cho thiÕt kÕ kü thuËt do kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c c«ng tr×nh th¨m dß cßn qu¸ lín, vÞ trÝ c¸c hè khoan kh«ng n»m trªn vÞ trÝ x©y dùng c¸c c«ng tr×nh cô thÓ. ¨ KÕt qu¶ khoan th¨m dß ch−a ph©n chia chÝnh x¸c ranh giíi c¸c ®¬n nguyªn ®Þa chÊt c«ng tr×nh trong ph¹m vi x©y dùng. ¨ Sè l−îng mÉu cßn Ýt ch−a ®¹i diÖn cho c¸c líp ®Êt nÒn. L−îng mÉu lÊy cßn Ýt kh«ng ®ñ sè l−îng cho c«ng t¸c xö lý thèng kª. ¨ Sè l−îng c«ng t¸c thÝ nghiÖm ngoμi trêi cßn Ýt ch−a ®ñ ®Ó cung cÊp c¸c th«ng tin cÇn thiÕt. 3.2.2 NhiÖm vô: Tõ nh÷ng vÊn ®Ò cßn tån t¹i nªu trªn, viÖc thiÕt kÕ kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh chi tiÕt nh»m môc ®Ých gi¶i quyÕt nh÷ng vÊn ®Ò cßn tån t¹i ë giai ®o¹n kh¶o s¸t s¬ bé, chÝnh x¸c ho¸ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh, kh¼ng ®Þnh sù ®óng ®¾n cña viÖc lùa chän kho¶nh ®Êt x©y dùng, lμ c¬ së ®Ó bè trÝ c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh trªn diÖn tÝch x©y dùng, lùa chän kiÓu vμ kÕt cÊu mãng thÝch hîp, x¸c ®Þnh líp vμ chiÒu s©u ®Æt mãng. KÕt qu¶ kh¶o s¸t cßn ph¶i cung cÊp c¸c tμi liÖu cÇn thiÕt nh− ®Þa tÇng, c¸c gi¸ trÞ tiªu chuÈn vμ tÝnh to¸n cña c¸c ®Æc tr−ng c¬ lý víi ®é chÝnh x¸c yªu cÇu ®Ó thiÕt kÕ nÒn mãng, tÝnh to¸n æn ®inh c«ng tr×nh vμ dù b¸o ®é lón cã thÓ x¶y ra. Trong qu¸ tr×nh kh¶o s¸t §CCT chi tiÕt cÇn dù b¸o ®−îc sù thay ®æi cña mét sè yÕu tè cña ®iÒu kiÖn §CCT do qu¸ tr×nh x©y dùng vμ sö dông c«ng tr×nh g©y nªn. Do ®ã tμi liÖu trong giai ®o¹n kh¶o s¸t §CCT chi tiÕt sÏ cung cÊp nh÷ng sè liÖu cÇn thiÕt cho thiÕt kÕ kü thuËt vμ thi c«ng c«ng tr×nh, cô thÓ trong giai ®o¹n kh¶o s¸t §CCT chi tiÕt cÇn ph¶i gi¶i quyÕt nh÷ng vÊn dÒ sau: ¨ X¸c ®Þnh chÝnh x¸c ranh giíi c¸c ®¬n nguyªn ®Þa chÊt c«ng tr×nh. ¨ LÊy ®ñ mÉu thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh c¸c chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt nÒn vμ ®−a ra c¸c gi¸ trÞ tiªu chuÈn, c¸c gi¸ trÞ tÝnh to¸n. ¨ Bæ sung thªm c¸c d¹ng c«ng t¸c thÝ nghiÖm ngoμi trêi. §Ó kh¾c phôc nh÷ng h¹n chÕ cßn tån t¹i trong giai ®o¹n kh¶o §CCT s¬ bé. Cung cÊp c¸c tμi liÖu cÇn thiÕt ®Ó luËn chøng b¶n vÏ thiÕt kÕ kü thuËt phôc vô cho viÖc thiÕt kÕ thi c«ng c«ng tr×nh. Trong giai ®o¹n kh¶o s¸t §CCT chi tiÕt t«i dù kiÕn tiÕn hμnh c¸c d¹ng c«ng t¸c sau: 1. C«ng t¸c thu thËp tμi liÖu vμ lËp ph−¬ng ¸n kh¶o s¸t. 2. C«ng t¸c tr¾c ®Þa. 3. C«ng t¸c khoan th¨m dß. 4. C«ng t¸c lÊy mÉu thÝ nghiÖm. 5. C«ng t¸c thÝ nghiÖm ngoμi trêi. 6. C«ng t¸c thÝ nghiÖm trong phßng. 7. C«ng t¸c chØnh lý tμi liÖu vμ viÕt b¸o c¸o. B. Môc ®Ých, néi dung, khèi l−îng vμ ph−¬ng ph¸p tiÕn hμnh c¸c d¹ng c«ng t¸c kh¶o s¸t ®cct. 3.1. C«ng t¸c thu thËp tµi liÖu 3.1.1. Môc ®Ých C«ng t¸c thu thËp tμi liÖu nh»m tËp hîp c¸c kÕt qu¶ kh¶o s¸t ë giai ®o¹n tr−íc, trªn c¬ së ®ã luËn chøng nhiÖm vô thiÕt kÕ. C«ng t¸c thu thËp tμi liÖu cßn nh»m tr¸nh ®−îc sù trïng lÆp gi÷a c¸c c«ng tr×nh th¨m dß, tiÕt kiÖm vÒ kinh tÕ, thêi gian vμ nh©n lùc. 3.1.2. Néi dung C«ng t¸c thu thËp tμi liÖu ®−îc tiÕn hμnh ngay sau khi nhËn nhiÖm vô kh¶o s¸t. C¸c tμi liÖu thu thËp ph¶i ®¶m b¶o ®Çy ®ñ, chÝnh x¸c, râ rμng, bao gåm: c¸c tμi liÖu vÒ khÝ t−îng, c¸c tμi liÖu vÒ ®Þa chÊt, ®Þa chÊt thuû v¨n, c¸c hiÖn t−îng ®Þa chÊt c«ng tr×nh vμ toμn bé tμi liÖu kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh ë giai ®o¹n tr−íc. Cô thÓ thu thËp c¸c tμi liÖu sau: ¨ Tμi liÖu ®Þa lý tù nhiªn, d©n c−, kinh tÕ, giao th«ng khu vùc nghiªn cøu. ¨ Tμi liÖu vÒ ®Þa chÊt, ®Þa h×nh- ®Þa m¹o vμ ®Þa chÊt thuû v¨n khu vùc x©y dùng. ¨ Tμi liÖu kh¶o s¸t §CCT giai ®o¹n kh¶o s¸t s¬ bé. ¨ Tμi liÖu vÒ t¶i träng vμ kÕt cÊu c«ng tr×nh. ¨ B¶n vÏ mÆt b»ng quy ho¹ch tæng thÓ. 3.1.3. Ph−¬ng ph¸p tiÕn hµnh ViÖc thu thËp tμi liÖu ®−îc tiÕn hμnh b»ng c¸ch t×m, ®äc vμ tham kh¶o chÝnh x¸c c¸c tμi liÖu trong giai ®o¹n kh¶o s¸t §CCT s¬ bé khu vùc nghiªm cøu. Trong qu¸ tr×nh thu thËp tμi liÖu ph¶i cã sù kÕt hîp ®¸nh gi¸ chän läc. Trªn c¬ së ®ã rót ra ®−îc khèi l−îng c¸c c«ng t¸c cÇn lμm ë giai ®o¹n nμy. 3.2. C«ng t¸c tr¾c ®Þa 3.2.1. Môc ®Ých C«ng t¸c tr¾c ®Þa nh»m môc ®Ých ®−a c¸c c«ng tr×nh th¨m dß tõ b¶n vÏ ra ngoμi thùc ®Þa vμ ng−îc l¹i chuyÓn c¸c c«ng tr×nh th¨m dß tõ ngoμi thùc ®Þa vμo b¶n vÏ. X¸c ®Þnh chÝnh x¸c c¸c to¹ ®é vμ c¸c cao ®é cña c¸c ®iÓm th¨m dß. 3.2.2. Khèi l−îng c«ng t¸c B¶ng 3.1: Sè l−îng c¸c d¹ng c«ng viÖc STT D¹ng c«ng viÖc Sè l−îng (®iÓm) 1 §−a c¸c ®iÓm th¨m dß tõ b¶n vÏ ra thùc ®Þa. 9 2 ChuyÓn c¸c ®iÓm th¨m dß tõ thùc ®Þa vμo b¶n vÏ 9 Tæng 18 3.2.3. Ph−¬ng ph¸p tiÕn hµnh 3.2.3.1. §−a c¸c ®iÓm th¨m dß tõ s¬ ®å ra thùc ®Þa §Ó ®−a c¸c ®iÓm th¨m dß tõ s¬ ®å bè trÝ c¸c c«ng tr×nh th¨m dß ra ngoμi thùc ®Þa, cã thÓ sö dông m¸y kinh vÜ, trªn c¬ së c¸c ®iÓm l−íi tr¾c ®Þa trªn khu vùc x©y dùng (®−îc lËp tõ mét mèc ta mua cña c¬ quan t¾c ®Þa). Ta gi¶ sö täa ®é cña hai ®iÓm trong l−íi lμ M3(X3, Y3, H3) vμ M5 (X5,Y5, H5). Gi¶ sö ®−a hè khoan LK1 tõ s¬ ®å bè trÝ ra ngoμi thùc ®Þa, c¸ch tiÕn hμnh nh− M3 s1 b Lk1 a s2 M5 sau: H×nh 3.1: S¬ ®å ®Ó x¸c ®Þnh hè khoan 1 (LK1) ngoµi thùc ®Þa Tr−íc hÕt, ë trªn s¬ ®å, b»ng ph−¬ng ph¸p ®å gi¶i x¸c ®Þnh ®−îc to¹ ®é hè khoan LK1(XLK1, YLK1) vμ kho¶ng c¸ch tíi M3, M5 t−¬ng øng lμ S1 vμ S2. §o gãc M3M5LK1 (gãc M5M3LK1) lμ a(b). Ngoμi thùc ®Þa, ®Æt m¸y t¹i M3 ( hoÆc M5 ) ng¾m vÒ phÝa M5(HK1) sau ®ã quay èng kÝnh 1 gãc a(b), dïng th−íc thÐp ®o mét ®o¹n tõ M3(M5) theo h−íng tia ng¾m b»ng S1 (S2), ®Çu mót cña ®o¹n th¼ng nμy lμ vÞ trÝ hè khoan LK1 cÇn x¸c ®Þnh. TiÕn hμnh t−¬ng tù ®èi víi c¸c ®iÓm th¨m dß kh¸c. Sau khi thi c«ng xong cÇn tiÕn hμnh x¸c ®Þnh l¹i to¹ ®é, cao ®é c¸c ®iÓm th¨m dß ®Ó ®−a chóng lªn s¬ ®å. C¸ch x¸c ®Þnh nh− sau: 3.2.3.2 X¸c ®Þnh to¹ ®é Gi¶ sö muèn x¸c ®Þnh to¹ ®é LK1 ta còng dïng m¸y kinh vÜ, sö dông ph−¬ng ph¸p to¹ ®é vu«ng gãc dùa vμo M3, M5. §Æt m¸y t¹i M3(M5) ng¾m vÒ M5(M3) sau ®ã quay èng kÝnh vÒ LK1 ®−îc gãc b»ng b(a). §o kho¶ng c¸ch tõ M3(M5) ®Õn LK1.Tõ ®ã x¸c ®Þnh ®−îc gãc ph−¬ng vÞ aM3LK1 theo c«ng thøc sau: aM3LK1= aM3M5 + b - 180o (aM3M5 lμ gãc ph−¬ng vÞ ®o¹n M3M5) To¹ ®é hè khoan LK1(XLK1, YLK1) ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: XLK1=XM3+ S1CosaM3LK1 YLK1=YM3+ S1SinaM3LK1 Trong ®ã: XM3, YM3- to¹ ®é ®iÓm M3 S1- chiÒu dμi ®o¹n M3LK1( ®−îc ®o b»ng th−íc d©y thÐp ). s M3 aM3LK1 1 b Lk1 a s2 M5 aM5LK1 H×nh 3.2: S¬ ®å x¸c ®Þnh to¹ ®é hè khoan 1 (LK1) 3.2.3.3. X¸c ®Þnh cao ®é Muèn x¸c ®Þnh cao ®é hè khoan LK1, dùa vμo ®iÓm M3, dïng m¸y thuû chuÈn ®Æt ë gi÷a LK1 vμ M3. Dùng hai mia t¹i hai ®iÓm M3 vμ LK1. Ng¾m vÒ mia ®Æt t¹i M3 ®äc ®−îc sè ®äc trªn mia (a), quay èng kÝnh vÒ mia ®Æt t¹i LK1 ®äc ®−îc sè ®äc (b). Tõ ®ã x¸c ®Þnh ®−îc chªnh cao gi÷a hai ®iÓm M3 vμ LK1. b HLK1  LK1  MÆt thuû chuÈn a M3 HM3 H×nh 3.3. S¬ ®å x¸c ®Þnh cao ®é hè khoan LK1 hM3LK1= (a) - (b) VËy cao ®é ®iÓm th¨m dß LK1 ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: HLK1= hM3LK1+ HM3 Trong ®ã: HM3 - cao ®é cña hè khoan M3. TiÕn hμnh t−¬ng tù nh− ®èi víi c¸c ®iÓm th¨m dß kh¸c. 3.3. C«ng t¸c khoan th¨m dß 3.3.1. Môc ®Ých Trong kh¶o s¸t §CCT, c«ng t¸c khoan ®μo th¨m dß ®−îc sö dông nh»m môc ®Ých: ¨ X¸c ®Þnh chÝnh x¸c ranh giíi gi÷a c¸c líp ®Êt ®¸; ¨ Nghiªm cøu ®Þa chÊt thuû v¨n; ¨ Sö dông ®Ó lÊy mÉu ®Êt ®¸, mÉu n−íc ®Ó thÝ nghiÖm trong phßng; ¨ Sö dông ®Ó thÝ nghiÖm ngoμi trêi x¸c ®Þnh c¸c tÝnh chÊt c¬ lý, c«ng t¸c thÝ nghiÖm ë ®©y ®−îc ¸p dông lμ: thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn (SPT). 3.3.2. Nguyªn t¾c bè trÝ m¹ng l−íi, kho¶ng c¸ch, chiÒu s©u c¸c hè khoan th¨m dß 3.3.2.1 Nguyªn t¾c bè trÝ m¹ng l−íi th¨m dß C«ng t¸c kh¶o s¸t §CCT ®−îc thôc hiÖn ngay trong ph¹m vi diÖn tÝch x©y dùng cña c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh. C¸c c«ng tr×nh th¨m dß ®−îc bè trÝ ngay trªn chu vi x©y dùng vμ t¹i c¸c vÞ trÝ quan träng cña c«ng tr×nh. Tuú thuéc vμo møc ®é phøc t¹p cña ®iÒu kiÖn §CCT mμ c«ng tr×nh th¨m dß bè trÝ theo m¹ng l−íi kh¸c nhau. ¨Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c c«ng tr×nh th¨m dß phô thuéc vμo møc ®é phøc t¹p cña ®iÒu kiÖn §CCT, ®é nh¹y cña c«ng tr×nh ®èi víi lón kh«ng ®Òu vμ cÊp c«ng tr×nh cã thÓ tra theo b¶ng sau: CÊp phøc t¹p cña ®iÒu kiÖn §CCT Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c c«ng tr×nh th¨m dß C«ng tr×nh cÊp I C«ng tr×nh cÊp II I II III 75-50 40-30 25-20 100-75 50-40 30-25 MÆc dï kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c c«ng tr×nh th¨m dß x¸c ®Þnh theo b¶ng trªn. Tuy nhiªn trong tr−êng hîp cÇn khoanh ®Þnh sù ph©n bè cña c¸c líp ®Êt yÕu th× cã thÓ bè trÝ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c c«ng tr×nh th¨m dß < 20m. Trong giai ®o¹n kh¶o s¸t §CCT s¬ bé, cã thÓ nhËn thÊy cÊu tróc ®Êt nÒn kh¸ phøc t¹p, nÒn ®Êt khu vùc x©y dùng ®−îc chia thμnh 10 líp, trong ®Þa tÇng cã sù ph©n bè cña c¸c líp ®Êt yÕu ®ång thêi mhËn thÊy cã sù xem kÑp c¸c æ c¸t nhá t¹i líp thø 3, c«ng tr×nh x©y dùng lμ nhμ 22 tÇng cã t¶i träng lμ 860 TÊn/trô rÊt lín. Do vËy t«i bè trÝ kho¶ng c¸ch vμ sè l−îng c¸c c«ng tr×nh th¨m dß nh− sau: ` ¨ Kho¶ng c¸ch c¸c c«ng tr×nh th¨m dß bè trÝ tõ 15 - 20m. C¸c c«ng tr×nh th¨m dß (hè khoan th¨m dß vμ c¸c thÝ nghiÖm ngoμi trêi) ®ùîc bè trÝ trªn chu vi diÖn tÝch x©y dùng vμ c¸c vÞ trÝ quan träng cña c«ng tr×nh. §Ó ®¶m c¸c yªu cÇu trªn trªn diÖn tÝch x©y dùng t«i bè trÝ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c c«ng tr×nh th¨m dß lμ 16m, sè l−îng c¸c c«ng tr×nh th¨m dß lμ 9. LK1 LK8  LK7 A1 HK1 LK2  LK9  LK6 HK1 LKi LK3 LK4  LK5 H×nh3.4 :S¬ ®å bè trÝ m¹ng l−íi hè khoan th¨m dß. HK1: Hè khoan bè trÝ ë giai ®o¹n kh¶o s¸t §CCT s¬ bé LKi: Hè khoan cÇn bè trÝ ë giai ®o¹n kh¶o s¸t §CCT chi tiÕt 3.3.2.2 Nguyªn t¾c x¸c ®Þnh chiÒu s©u th¨m dß Theo TCXD 192 : 1984 th× chiÒu s©u th¨m dß ®èi víi c«ng cäc khoan nhåi lμm viÖc theo nguyªn lý cäc chèng, mòi cäc tùa vμo cuéi sái th× chiÒu s©u th¨m dß ph¶i thÊp h¬n chiÒu s©u mòi cäc Ýt nhÊt 5m, theo nguyªn t¾c nμy t«i bè trÝ chiÒu s©u c¸c hè khoan th¨m dß v−ît qua chiÒu s©u mòi cäc 5m. Theo giai ®o¹n kh¶o s¸t §CCT s¬ bé ë ®é s©u 39,5 – 45,0 m gÆp cuéi cã trÞ sè SPT lμ N >100, mÆt kh¸c ta thiÕt kÕ cäc nhåi ®Æt ë ®é s©u 41,0 m. ChÝnh v× vËy trong giai ®o¹n nμy tiÕn hμnh khoan ®Õn ®é s©u 46,0m 3.3.3. Khèi l−îng c«ng t¸c khoan th¨m dß Dùa vμo nguyªn t¾c ®· tr×nh bμy trong môc 3.3.2.2 t«i x¸c ®Þnh sè l−îng hè khoan th¨m dß lμ 9 hè khoan ( tõ LK1 ®Õn LK9 ) kh«ng kÓ hè khoan kh¶o s¸t trong giai ®oan kh¶o s¸t s¬ bé ( HK1 ), chiÒu s©u c¸c hè khoan lμ 46,0 m. S¬ ®å bè trÝ ®−îc tr×nh bμy nh− trªn h×nh vÏ. Sau ®©y lμ b¶ng khèi l−îng c«ng t¸c khoan: B¶ng 3.2 Khèi l−îng vµ nhiÖm vô c¸c hè khoan kh¶o s¸t KÝ hiÖu Khèi l−îng ( m ) NhiÖm vô LK1 46,0 X¸c ®Þnh ®Þa tÇng, lÊy mÉu ®Êt, mÉu n−íc vμ ®Ó thÝ nghiÖm SPT LK2 46,0 X¸c ®Þnh ®Þa tÇng, lÊy mÉu ®Êt vμ ®Ó thÝ nghiÖm SPT LK3 46,0 X¸c ®Þnh ®Þa tÇng, lÊy mÉu ®Êt vμ ®Ó thÝ nghiÖm SPT LK4 46,0 X¸c ®Þnh ®Þa tÇng, lÊy mÉu ®Êt vμ ®Ó thÝ nghiÖm SPT LK5 46,0 X¸c ®Þnh ®Þa tÇng, lÊy mÉu ®Êt vμ ®Ó thÝ nghiÖm SPT LK6 46,0 X¸c ®Þnh ®Þa tÇng, lÊy mÉu ®Êt vμ ®Ó thÝ nghiÖm SPT LK7 46,0 X¸c ®Þnh ®Þa tÇng, lÊy mÉu ®Êt vμ ®Ó thÝ nghiÖm SPT LK8 46,0 X¸c ®Þnh ®Þa tÇng, lÊy mÉu ®Êt vμ ®Ó thÝ nghiÖm SPT LK9 46,0 X¸c ®Þnh ®Þa tÇng, lÊy mÉu ®Êt vμ ®Ó thÝ nghiÖm SPT Tæng 414 3.3.4. Chän ph−¬ng ph¸p khoan vµ thiÕt bÞ khoan Dùa vμo cÊu tróc ®Þa chÊt cña ®Êt nÒn, chiÒu s©u thiÕt kÕ hè khoan, t«i chän lo¹i m¸y khoan XJ -100 cña Trung Quèc, ph−¬ng ph¸p khoan xoay b¬m röa b»ng dung dÞch. C¸c ®Æc tÝnh vÒ kü thuËt cña thiÕt bÞ dông cô khoan ®−îc tr×nh bμy trong b¶ng 3.3 B¶ng 3.3 B¶ng c¸c ®Æc tÝnh kü thuËt cña m¸y khoan XJ-100 STT Tªn dông cô §Æc tÝnh kü thuËt 1 Th¸p khoan Th¸p 3 ch©n, cao 7 m, dïng ®Ó h¹ bé dông cô khoan 2 D©y c¸p F14, dμi 50m 3 Têi khoan Søc n©ng 10 tÊn 4 CÇn khoan F42 lo¹i 1m; 1.5m; 1.8; 3.0m. 5 L−ìi khoan L−ìi ruét gμ cã F110 dμi 0.5m, F 91 6 èng mÉu F110 dμi 0.5m, F 91 7 T¹ ®ãng Khèi l−îng 63.5 kg 8 Kho¸ cÇn Dïng ®Ó gi÷ cÇn khi n©ng h¹ 9 Kho¸ vinca Dïng ®Ó gi÷ cÇn khi th¸o l¾p. 10 èng chèng F127 dμi 2 - 5m 11 Kho¸ më mÉu Dïng ®Ó më mÉu 12 Quang treo KÐo bé dông cô 13 Kho¸ vu«ng Th¸o l¾p cÇn 14 Kho¸ trßn Th¸o l¾p èng chèng 3.3.5. CÊu tróc hè khoan ®iÓn h×nh T«i dù kiÕn khoan víi hai cÊp ®−êng kÝnh, khoan më lç ®−êng kÝnh F130, sö dông èng chèng F127, sau ®ã khoan víi ®−êng kÝnh F110 (®Õn hÕt líp 4), khoan víi ®−êng kÝnh F 91 trong tÇng c¸t lÉn san sái vμ tÇng cuéi. STT BÒ dμy líp CÊu tróc lç khoan M« t¶ ®Êt ®¸ 1 1,2 §Êt lÊp cã thμnh phÇn chñ yÕu lμ c¸t lÉn phÕ th¶i x©y dùng f130 2 2,6 SÐt pha, mμu n©u hång, tr¹ng th¸i dÎo mÒm. 3 14,8 f110 SÐt pha, mμu x¸m ghi, x¸m ®en, ®«i chç xen kÑp c¸c æ c¸t nhá, tr¹ng th¸i dÎo ch¶y. 4 1,2 SÐt, mμu hång, tr¹ng th¸i dÎo cøng. 5 7,2 C¸t h¹t nhá, mμu x¸m xanh ®Õn x¸m vμng, tr¹ng th¸i chÆt võa. 6 3,0  f90 C¸t h¹t trung lÉn sái, mμu x¸m vμng, x¸m xanh, tr¹ng th¸i chÆt võa ®Õn chÆt. 7 4,5 C¸t h¹t th« lÉn s¹n sái, mμu x¸m vμng, tr¹ng th¸i chÆt. 8 2,5 S¹n sái lÉn c¸t, x¸m vμng, tr¹ng th¸i rÊt chÆt. 9 2,5 C¸t h¹t trung, mμu x¸m vμng, tr¹ng th¸i chÆt. 10 6,5 Cuéi sái, mμu x¸m, x¸m vμng, tr¹ng th¸i rÊt chÆt. 3.4. C«ng t¸c lÊy mÉu thÝ nghiÖm Khi kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh giai ®o¹n kh¶o s¸t chi tiÕt ph¶i lÊy c¸c lo¹i mÉu sau: 3.4.1. MÉu l−u tr÷ 3.4.1.1. Mục ®Ých MÉu l−u tr÷ ®−îc lÊy ®Ó l−u tr÷ ®Þa tÇng hè khoan, lμm c¬ së ®èi chiÕu hay so s¸nh trong qu¸ tr×nh chØnh lý tμi liÖu vμ viÕt b¸o c¸o kh¶o s¸t §CCT, lμ tμi liÖu trùc tiÕp lμm c¨n cø nghiÖm thu c«ng t¸c khoan còng nh− kiÓm tra khi cÇn thiÕt. 3.4.1.2. Khoảng c¸ch lấy mẫu và khối lượng mẫu Theo tiªu chuÈn: TCN 259-2000, mçi líp ®Êt ph¶i lÊy Ýt nhÊt mét mÉu l−u tr÷. MÉu l−u tr÷ ph¶i ®¹i diÖn cho ®o¹n lÉy mÉu.Với đất dÝnh thường 0,75m lấy một mẫu v ghi chÐp cụ thể độ s©u lấy mẫu. Đối với đất rời mçi hiÖp khoan lấy một mẫu lưu trữ vμ ghi theo kho¶ng ®é s©u cña hiÖp khoan (th−êng 2m lÊy 1 mÉu). Mẫu lưu trữ được lấy với khối lượng tương ứng với kÝch thước 5 x 5 x 4cm. B¶ng 3.4 : Khèi l−¬ng mÉu l−u tr÷ dù kiÕn STT Hè khoan Lo¹i mÉu Sè l−îng mÉu lÊy trong mçi hè khoan 1 LK1 MÉu l−u tr÷ 38 2 LK2 38 3 LK3 38 4 LK4 38 5 LK5 38 6 LK6 38 7 LK7 38 8 LK8 38 9 LK9 38 Tæng sè mÉu l−u tr÷ cÇn lÊy 342 3.4.1.3. Phương ph¸p lấy mẫu và bảo quản Sau khi lấy mẫu, mẫu lưu trữ được cho v o c¸c hộp gỗ ngăn th nh từng « nhỏ cã kÝch thước 5 x 5 x 4cm để bảo quản. Trªn c¸c hộp gỗ đựng mẫu lưu trữ cần ghi đầy đủ c¸c th«ng tin: Tªn c«ng tr×nh, ký hiệu hố khoan, ng y th¸ng v chiều s©u khoan. H×nh 3.5: Hép đựng mẫu lưu trữ đất 3.4.2. MÉu ®Êt thÝ nghiÖm tÝnh chÊt c¬ lý Gồm hai loại mẫu l mẫu nguyªn dạng (ND) v kh«ng nguyªn dạng (KND) ®Ó thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh thμnh phÇn h¹t vμ c¸c ®Æc tr−ng c¬ lý cña ®Êt ®¸. 3.4.2.1. Mục đÝch Mẫu đất nguyªn dạng cho phÐp thÝ nghiệm x¸c định được đầy đủ c¸c chỉ tiªu cơ lý của mẫu đất. Mẫu đất kh«ng nguyªn dạng chỉ x¸c định th nh phần hạt v một số đặc trưng vật lý của đất như: Độ ẩm giới hạn chảy, độ ẩm giới hạn dẻo của đất loại sÐt, gãc nghØ tù nhiªn cña ®Êt lo¹i c¸t, khối lượng riªng, Mẫu đất kh«ng nguyªn dạng nếu được bảo quản độ ẩm tự nhiªn sẽ cho phÐp x¸c định được trạng th¸i của đất. 3.4.2.2. Khoảng c¸ch lấy mẫu và khối lượng mẫu Khoảng c¸ch lấy mẫu cã thể dựa v o kinh nghiệm hay quy phạm nhưng vẫn phải đảm bảo c¸c nguyªn tắc sau: ¨ Số lượng mẫu trong một đ¬n nguyªn địa chất c«ng tr×nh phải đủ cho phÐp sö dông ph−¬ng ph¸p sö lý thèng kª to¸n häc ®Ó x¸c ®Þnh gi¸ trÞ tiªu chuÈn vμ gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña c¸c ®Æc tr−ng c¬ lý b¶o ®¶m ®é chÝnh x¸c theo yªu cÇu cña giai ®o¹n kh¶o s¸t vμ thiÕt kÕ. Theo TCXD 45 – 78 số lượng mẫu thÝ nghiệm chỉ tiªu cơ lý tối thiểu cho một đơn nguyªn ĐCCT kh«ng Ýt h¬n 6 mẫu vμ sè l−îng mÉu tèi ®a cÇn lÊy kh«ng nªn v−ît qu¸ 25 mÉu. ¨ Khoảng c¸ch lấy mẫu ®èi víi mÉu nguyªn d¹ng vμ kh«ng nguyªn d¹ng theo quy phạm khoảng 2m lấy một mẫu (®èi víi líp cã bÒ dμy trªn 2m). Nếu trong địa tầng cã c¸c lớp kẹp mềm yếu th× dï bề d y lớp kẹp mỏng cũng phải lấy mẫu thÝ nghiệm. ¨ Chó ý trong qu¸ tr×nh khoan, c¸c mÉu nguyªn d¹ng ®−îc lÊy theo tiªu chuÈn TCXD 112:1984 nh− sau: + Tõ 1 – 2 mÉu cho líp ®Êt cã bÒ dμy nhá h¬n 5m + Tõ 2 – 3 mÉu cho líp cã bÒ dμy 5 – 10m + Tõ 3 – 4 mÉu cho líp ®Êt dμy 10 – 15m cho ®Õn hÕt ®é s©u kh¶o s¸t. Theo c¸c nguyªn t¾c trªn khèi lượng mẫu đất thÝ nghiệm dự kiến lấy ở giai đoạn n y ®−îc thÓ hiÖn trªn b¶ng 3.5 B¶ng 3.5 Khèi l−îng mÉu ®Êt thÝ nghiÖm tÝnh chÊt c¬ lý STT Hố khoan Loại mẫu Số lượng mẫu lấy trong mỗi lớp Lớp 2 Lớp3 Lớp 4 Lớp 5 Lớp 6 Lớp 7 Lớp 8 Lớp 9 Lớp 10 1 K1 ND 1 3 1 KND 3 1 2 1 1 3 2 K2 ND 1 3 1 KND 3 1 2 1 1 3 3 K3 ND 1 3 1 KND 3 1 2 1 1 3 4 K4 ND 1 3 1 KND 3 1 2 1 1 3 5 K5 ND 1 3 1 KND 3 1 2 1 1 3 6 K6 ND 1 3 1 KND 3 1 2 1 1 3 7 K7 ND 1 3 1 KND 3 1 2 1 1 3 8 K8 ND 1 3 1 KND 3 1 2 1 1 3 9 K9 ND 1 3 1 KND 3 1 2 1 1 3 Tổng số mẫu mỗi lớp 9 27 9 27 9 18 9 9 27 Tổng số mẫu Nguyªn d¹ng 45 Kh«ng nguyªn d¹ng 99 144 VËy tæng khèi l−îng mÉu lÊy thÝ nghiÖm lμ 144 mÉu. 3.4.2.3. Phương ph¸p lấy mẫu Mẫu đất cã thể được lấy theo điểm, theo r·nh hoặc theo khối lớn. Để bảo quản độ ẩm của mẫu cã thể cho mẫu v o hộp bảo quản. Mẫu đất nguyªn dạng được lấy bằng c¸c loại ống mẫu chuyªn dụng cã kÝch thước kh¸c nhau. Mẫu nguyªn dạng lấy trong hố khoan cã đường kÝnh phải phï hợp với kÝch thước thiÕt bÞ thÝ nghiệm trong phßng, thường cã đường kÝnh D ≥ 90mm, d i 200 - 220mm. Tr−êng hîp lÊy mÉu ®Êt ®Ó thÝ nghiÖm nÐn ba trôc, cÇn chó ý chiÒu dμi ph¶i ®ñ sè l−îng mÉu cÇn cho thÝ nghiÖm, th−êng tõ 450 – 500mm. Để lấy mẫu nguyªn dạng trong hố khoan, khi khoan hết chiều s©u dự kiến lấy mẫu, l m sạch đ¸y v thả bộ dụng cụ lấy mẫu xuống. Mẫu nguyªn dạng được lấy bằng c¸ch ®ãng hoặc Ðp bộ dụng cụ lấy mẫu v o s©u trong đất, tr¸nh c¸c trường hợp mẫu bị nÐn chặt hoặc thiếu. Khi mẫu bị nÐn chặt hoặc thiếu th× phải lấy lại. Sau khi mẫu đất được đưa lªn mặt đất v lấy ra khỏi dụng cụ lấy mẫu, cho một thẻ mẫu v o đầu trªn của mẫu v ®ãng nắp hộp vỏ mẫu. Ngo i hộp vỏ mẫu d¸n một thẻ mẫu kh¸c. Nội dung thẻ mẫu như sau: Tªn c«ng tr×nh: . Địa điểm: .. Ký hiệu lỗ khoan: . Ký hiệu mẫu (độ s©u): .Từ . Đến . (m) . M« tả: ... Ng y lấy mẫu: .. Người lấy mẫu: . Toμn bé mÉu ®−îc bäc c¸ch Èm. Th«ng th−êng dïng v¶i mμn bäc kÝn mÉu, ngoμi tÈm Parafin ®Ó gi÷ ®é Èm cña ®Êt ë tr¹ng th¸i tù nhiªn. MÉu kh«ng nguyªn tr¹ng ®−îc lÊy theo lâi khoan (khi khoan b»ng mòi khoan ruét gμ hay guång xo¾n) hoÆc tõ èng mÉu hay èng xuyªn tiªu chuÈn ( SPT). Khèi l−îng mÉu cÇn lÊy cã thÓ tõ 300 – 500g hoÆc lín h¬n. §Ó b¶o qu¶n ®é Èm cña mÉu, cã thÓ cho mÉu vμo hép b¶o qu¶n cã kÌm theo thÎ mÉu víi néi dung nh− trªn. 3.4.2.4. Vận chuyển và bảo quản C¸c mẫu đất nguyªn dạng v kh«ng nguyªn trạng sau khi được lấy cho v o hộp bảo quản, d¸n kÌm theo c¸c thẻ mẫu v xếp v o thïng gỗ được chÌn cẩn thận bằng c¸c vật liệu mềm như rơm rạ, mïn cưa hay vỏ b o. Mẫu phải để nơi r©m m¸t, vận chuyển nhẹ nh ng về phßng thÝ nghiệm. NÕu mÉu cã tr¹ng th¸i tõ ch¶y dÎo ®Õn nöa cøng, th× thêi gian l−u mÉu kh«ng ®−îc qu¸ 1,5 th¸ng. 3.4.3. MÉu n−íc 3.4.3.1 Môc ®Ých MÉu n−íc ®−îc lÊy ®Ó x¸c ®Þnh thμnh phÇn ho¸ häc cña n−íc d−íi ®Êt vμ ®¸nh gi¸ tÝnh ¨n mßn cña n−íc d−íi ®Êt víi vËt liÖu x©y dùng. 3.4.3.2 VÞ trÝ vµ khèi l−îng lÊy mÉu Trong ph¹m vi x©y dùng c«ng tr×nh ë giai ®o¹n kh¶o s¸t s¬ bé ch−a lÊy mÉu n−íc nμo, do ®ã trong giai ®o¹n nμy ph¶i tiÕn hμnh lÊy mÉu n−íc. Theo quy ph¹m mçi ®¬n vÞ chøa n−íc cÇn lÊy tõ 2 ®Õn 3 mÉu ®Ó thÝ nghiÖm. Dù kiÕn lÊy mÉu n−íc t¹i hè khoan LK1. Dùa vμo c¸c kÕt qu¶ nghiªm cøu kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh, ®Þa chÊt thuû v¨n khu vùc thμnh phè Hμ Néi, theo kÕt luËn cña c¸c nhμ khoa häc trong ®Þa tÇng khu vùc thμnh phè Hμ Néi tån t¹i 3 tÇng chøa n−íc ®ã lμ c¸c tÇng: tÇng chøa n−íc Plistoxen gÆp trong líp sè 7,8,9,10 (t¹i tÇng nμy lÊy 2 mÉu n−íc trong líp sè 8 ®Ó thÝ nghiÖm), tÇng chøa n−íc Holoxen gÆp trong líp sè 5,6 (t¹i tÇng chøa n−íc nμy lÊy 2 mÉu n−íc trong líp sè 5 ®Ó thÝ nghiÖm), vμ tÇng chøa n−íc trªn mÆt ranh giíi lμ mùc n−íc ngÇm ë ®é s©u tõ 0,8 – 1,0 m (t¹i tÇng chøa n−íc nμy lÊy 2 mÉu n−íc). 3.4.3.2 Ph−¬ng ph¸p lÊy mÉu Khi lÊy mÉu n−íc trong hè khoan cÇn l−u ý kh«ng ®−îc lμm « nhiÔm nguån n−íc, kh«ng ®Ó c¸c nguån n−íc kh¸c x©m nhËp vμo tÇng n−íc ngÇm cÇn lÊy. Tr−êng hîp khoan qua nhiÒu tÇng chøa n−íc kh¸c nhau, muèn lÊy mÉu n−íc cña tÇng nμo th× ph¶i cã biÖn ph¸p c¸ch ly c¸c tÇng kh¸c. §Ó lÊy mÉu n−íc trong hè khoan cÇn ph¶i tiÕn hμnh b¬m hót n−íc hay móc s¹ch n−íc trong hè khoan. CÇn ph¶ chuÈn bÞ 2 chai (lo¹i 1 lÝt) ®· ®−îc tr¸ng s¹ch b»ng n−íc cÊt vμ tr¸ng ®i tr¸ng l¹i Ýt nhÊt 3 lÇn b»ng n−íc t¹i hè khoan lÊy mÉu. Víi chai ®Ó x¸c ®Þnh thμnh phÇn CO2 tù do th× cho vμo 0,5g bét cÈm th¹ch. C¸c chai n−íc ph¶i ®−îc g¾n, d¸n cticket, vμ chuyÓn ngay vÒ phßng thÝ nghiÖm, thêi gian tiÕn hμnh thÝ nghiÖm mÉu n−íc ph¶i ®−îc thùc hiÖn trong vßng 48h kÓ tõ khi lÉy mÉu. Néi dung cticket: 1. Tªn c«ng tr×nh..................................................... 2. Sè hiÖu hè khoan................................................. 3. §é s©u lÊy mÉu.................................................... 4. Ngμy, giê lÉy mÉu............................................... 5. NhiÖt ®é kh«ng khÝ.............................................. 6. NhiÖt ®é n−íc....................................................... 7. Nguêi lÊy mÉu...................................................... TiÕn hμnh thÝ nghiÖm ph©n tÝch ®¬n gi¶n vμ x¸c ®Þnh c¸c thμnh phÇn: + Cation: Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+,(K+, Na+), NH4 . - - 2 - - Anion: HCO3 , Cl Môc ®Ých thÝ nghiÖm : , SO4 , NO3 vμ mét sè ion phô. ¨ X¸c ®Þnh mμu s¾c, mïi, vÞ, nhiÖt ®é, ®é pH. ¨X¸c ®Þnh tæng ®é cøng t¹m thêi vμ vÜnh viÔn, CO2 tù do, CO2 ¨n mßn. 3.5. C«ng t¸c thÝ nghiÖm trong phßng 3.5.1. Môc ®Ých C«ng t¸c thÝ nghiÖm trong phßng nh»m môc ®Ých: ¨ X¸c ®Þnh thμnh phÇn h¹t ®Ó ph©n lo¹i ®Êt. ¨ X¸c ®Þnh c¸c chØ tiªu c¬ lý vμ c¸c chØ tiªu ®èi víi n−íc cña ®Êt, tõ ®ã cho ph¸p ®¸nh gi¸ møc ®é ®ång nhÊt vμ biÕn ®æi cña c¸c ®Æc tr−ng tÝnh chÊt c¬ lý cña ®Êt trong kh«ng gian, ph©n chia chi tiÕt vμ chÝnh x¸c ®Þa tÇng nghiªm cøu thμnh c¸c líp hay ®¬n nguyªn §CCT. ¨ KÕt qu¶ xö lý thèng kª c¸c chØ tiªu tÝnh chÊt c¬ lý cña ®Êt cho phÐp x¸c ®Þnh c¸c gi¸ trÞ tiªu chuÈn vμ gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña chóng, ®¸nh gi¸ chÊt l−îng vμ kh¶ ng¨ng x©y dùng cña c¸c líp ®Êt, ®ång sö dông ®Ó tÝnh to¸n thiÕt kÕ c«ng tr×nh. 3.5.2. Khèi l−îng TiÕn hμnh thÝ nghiÖm 144 mÉu ®Êt (gåm 45 mÉu nguyªn d¹ng vμ 99 mÉu kh«ng nguyªn d¹ng). 3.5.3. Yªu cÇu thÝ nghiÖm mÉu ®Êt §èi víi mÉu ®Êt cÇn tiÕn hμnh thÝ nghiÖm c¸c th«ng sè sau: ¨Thμnh phÇn h¹t: X¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p tû träng kÕ ®Ó ph©n chia c¸c h¹t cã kÝch th−íc tõ 0.1 - 0.002mm vμ ph−¬ng ph¸p r©y víi c¸c h¹t lín h¬n 0.1mm. (Theo TCVN 4198-1995). ¨Khèi l−îng riªng (gs): X¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p b×nh tû träng (Theo TCVN 4195-1995). ¨Khèi l−îng thÓ tÝch tù nhiªn (g): X¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p dao vßng (Theo TCVN 4202-1995). ¨§é Èm tù nhiªn (W): X¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p sÊy kh« ë nhiÖt ®é 105 ± 2oC (Theo TCVN 4196-1995). ¨§é Èm giíi h¹n ch¶y (Wch): X¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p qu¶ däi th¨ng b»ng (Theo TCVN 4197-1995). ¨§é Èm giíi h¹n dÎo (Wd): X¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p l¨n trªn tÊm kÝnh nh¸m (Theo TCVN 4197-1995). ¨Gãc ma s¸t trong (j), lùc dÝnh kÕt (c): X¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p c¾t nhanh theo mÆt ph¼ng ®Þnh tr−íc (Theo TCVN 4199-1995). ¨HÖ sè nÐn lón (a): X¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p nÐn kh«ng në h«ng. §èi víi ®Êt lo¹i sÐt ë tr¹ng th¸i dÎo ch¶y vμ ch¶y, sö dông c¸c cÊp ¸p lùc: 0.25; 0.5; 1.0; 2.0 kG/cm2 (theo TCVN 4200-1995). C¸c chØ tiªu tÝnh to¸n ®−îc x¸c ®Þnh b»ng c¸c c«ng thøc trong b¶ng 3.6: B¶ng 3.6 B¶ng c¸c chØ tiªu tÝnh to¸n STT Các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Công thức tính toán 1 Khối lượng thể tích khô gc g/cm3 g = g W c 1 + W 2 Hệ số rỗng tự nhiên e e = g s -1 g c 3 Độ lỗ rỗng n % n =1- g c g s 4 Độ bão hoà G % G = W * g c n * g n 5 Chỉ số dẻo Ip % Ip = WL – WP 6 Độ sệt I S W - WP I S = I P Mô đun tổng biến dạng E0: ¨ §èi víi ®Êt dÝnh ta tÝnh E0 theo c«ng thøc: a 0 E =b. 1 + e 0 1 - 2  k .m (KG/cm2) ¨ §èi víi ®Êt dêi ta tÝnh E0 dùa vµo gi¸ trÞ xuyªn tiªu chuÈn N30: Theo T.P.Tasios ,A.G Anagnostoponlos: E0=a+C(N+6). (KG/cm2) Trong ®ã: HÖ sè a =40 khi N>15 vμ a=0 khi N<15. C lμ hÖ sè phô thuéc lo¹i ®Êt ®−îc x¸c ®Þnh theo b¶ng 3.7: B¶ng 3.7: B¶ng tra gi¸ trÞ C Lo¹i ®Êt §Êt lo¹i sÐt C¸t mÞn C¸t võa C¸t to C¸t lÉn sái s¹n S¹n sái lÉn c¸t HÖ sè C 3.0 3.5 4.5 7.0 10 12 Sức chịu tải quy ước R0: ¨§Ó tÝnh R0 ®èi víi ®Êt dÝnh ta dùa vµo c«ng thøc: 0 W R = m(A.b + B.h).g + c.D (KG/cm2) ¨§Ó tÝnh R0 ®èi víi ®Êt dêi ta dùa vµo TCVN 45-78. B¶ng 3.8: B¶ng tra gi¸ trÞ R0 ®èi víi ®Êt dêi ta dùa vµo TCVN 45-78 Lo¹i ®Êt Søc chÞu t¶i quy −íc R0 KG/cm2 §Êt hßn to: Cuéi vμ d¨m lÉn c¸t 6 Sái vμ s¹n gåm c¸c m¶nh ®¸: + KÕt tinh 5 + TrÇm tÝch 3 §Êt c¸t: H¹t to vμ th«, kh«ng phô thuéc ®é Èm 6/5 H¹t võa kh«ng phô thuéc ®é Èm 5/4 H¹t nhá: + It Èm 4/3 + Èm vμ b·o hßa 3/2 H¹t mÞn vμ bôi: + It Èm 3/2.5 + ¢m 2/1.5 + B·o hßa n−íc 1.5/1 Ghi chó: Tö sè cho c¸t chÆt vµ mÉu sè cho c¸t chÆt võa 3.6. C«ng t¸c thÝ nghiÖm ngoµi trêi Cïng víi c«ng t¸c khoan kh¶o s¸t cÇn tiÕn hμnh c¸c thÝ nghiÖm ngoμi trêi (ThÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn, thÝ nghiÖm xuyªn tÜnh...) nh»m x¸c ®Þnh tr¹ng th¸i ®Êt lo¹i sÐt, ®é chÆt ®Êt lo¹i c¸t. N©ng cao ®é chÝnh x¸c cña tμi liÖu nghiªn cøu. Tõ ®ã kÕt hîp víi kÕt qu¶ khoan kh¶o s¸t ®Ó ph©n ®Þnh ranh giíi ®Þa tÇng mét c¸ch chÝnh x¸c h¬n. Ngoμi ra cã thÓ dïng kÕt qu¶ thÝ nghiÖm ngoμi trêi vμo viÖc thiÕt kÕ lùa chän gi¶i ph¸p mãng thÝch hîp. C¸c d¹ng thÝ nghiÖm ngoμi trêi ®−îc thùc hiÖn trong ®ît kh¶o s¸t chñ yÕu lμ C«ng t¸c thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn SPT ¨ C«ng t¸c thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn SPT 3.6.1. Môc ®Ých Ph−¬ng ph¸p xuyªn tiªu chuÈn cho phÐp gi¶i quyÕt tèt c¸c nhiÖm vô kh¶o s¸t §CCT sau: ¨C«ng t¸c xuyªn tiªu chuÈn kÕt hîp víi c«ng t¸c khoan th¨m lÊy mÉu x¸c ®Þnh ®Þa tÇng lμm c¬ së ph©n chia c¸c líp ®Êt; ¨X¸c ®Þnh ®−îc ®é chÆt cña ®Êt lo¹i c¸t vμ tr¹ng th¸i cña ®Êt lo¹i sÐt; ¨X¸c ®Þnh ®−îc mét sè ®Æc tr−ng c¬ lý nh− E0 vμ R0 cña ®Êt; ¨X¸c ®Þnh vÞ trÝ líp ®Êt ®Æt mòi cäc vμ tÝnh to¸n kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña cäc. 3.6.2. C¸c th«ng sè kü thuËt cña bóa vµ mòi SPT ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn gåm c¸c bé phËn chÝnh: èng xuyªn tiªu chuÈ, cÇn xuyªn vμ bé phËn truyÒn lùc ®ãng gåm ®e, bóa, bé phËn ®Þnh vÞ vμ c¬ cÊu n©ng th¶ bóa. CÊu t¹o èng xuyªn tiªu chuÈn nh− h×nh vÏ: mòi E PhÇn ®Çu F C D G A PhÇn B  viªn H×nh 3.6: Mòi Xuyªn SPT A = 25 ¸ 75mm B = 450 ¸ 750mm C = 35 ± 0.15mm E = 2.5 + 0.25mm F = 51 ± 1.5mm D = 38 ¸ 1.5mm G = 16o ¸ 23o ¨ èng mÉu SPT ®−îc cÊu t¹o lμ èng mÉu chÎ ®«i ®Ó cã thÓ lÊy mÉu ®Êt ra khái «ng ®−îc dÔ dμng. §Çu trªn cña èng cã ren ®Ó nèi víi cÇn. PhÇn trªn cña èng mÉu cã c¸c lç tho¸t n−íc vμ khÝ. ¨ HÖ thèng cÇn nèi víi èng mÉu ®−îc sö dông b»ng chÝnh cÇn khoan. Lùc ®ãng cña bóa ®−îc xuyªn vμo ®Êt. PhÝa trªn cÇn lμ ®e, nèi víi ®e lμ trôc ®Þnh h−íng ®Ó bóa r¬i tù do xuèng ®e tõ ®é cao 76,2 cm. Bóa ®−îc n©ng lªn nhê bé cÆp, vμ ®−îc têi kÐo lªn ®Õn chiÒu cao quy ®Þnh, bóa sÏ tù ®éng r¬i tù do xuèng ®e ®Ó ®−a èng xuyªn vμo ®Êt. 3.6.3. Nguyªn t¾c bè trÝ, khèi l−îng vµ c¸ch tiÕn hµnh ¨ Nguyªn t¾c bè trÝ vμ khèi l−îng thÝ nghiÖm SPT: ThÝ nghiÖm SPT bè trÝ trong tÊt c¶ c¸c hè khoan. Cø 2,0m tiÕn hμnh thÝ nghiÖm SPT mét lÇn. Tuy nhiªn ®èi víi c¸c líp ®Êt cã bÒ dμy kh«ng lín, ®Æc biÖt lμ líp mÒm yÕu th× nhÊt thiÕt ph¶i tiÕn hμnh thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn. Nh− vËy cã 22 ®iÓm cÇn tiÕn hμnh thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn SPT cho mét hè khoan. VËy cÇn bè trÝ 198 ®iÓm thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn SPT cho 9 hè khoan ¨ Ph−¬ng ph¸p tiÕn hμnh: Khi khoan ®Õn ®é s©u cÇn thÝ nghiÖm th× dõng khoan, vÐt s¹ch ®¸y hè khoan, th¶ bé dông cô xuèng vÞ trÝ cÇn thÝ nghiÖm. §ãng liªn tôc3 hiÖp ®Ó ®−a mòi xuyªn vμo ®Êt. Mçi hiÖp èng xuyªn ®i vμo ®Êt 15cm, x¸c ®Þnh sè bóa ®ãng cña mçi hiÖp. Tæng sè bóa ®Ó èng xuyªn ®i vμo ®Êt 30cm cña 2 hiÖp sau cïng chÝnh lμ ®¹i l−îng xuyªn tiªu (N30). KÕt qu¶ thÝ nghiÖm SPT (N bóa) ®−îc ghi vμo sæ nhËt ký xuyªn. 3.6.4. ChØnh lý tµi liÖu xuyªn tiªu chuÈn ( SPT ) Thùc tÕ cho thÊy r»ng gi¸ trÞ xuyªn tiªu chuÈn cã thÓ thay ®æi trong ®Êt c¸t mÞn tuú thuéc chiÒu s©u ph©n bè cña mùc n−íc ngÇm. Do ®ã kÕt qu¶ thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn cÇn ph¶i ®−îc hiÖu chØnh. NÕu gäi N' lμ sè bóa cÇn thiÕt ®Ó èng xuyªn tiªu chuÈn ®i vμo ®Êt 30cm ë ®é s©u d−íi mùc n−íc ngÇm, th× gi¸ trÞ N thùc sù cña ®Êt ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc cña Teaghi vμ Peck nh− sau: NÕu gi¸ trÞ N' < 15 th× kh«ng ph¶i hiÖu chØnh NÕu gi¸ trÞ N' > 5 th× hiÖu chØnh theo c«ng thøc: N = 15 + 0,5(N'- 15) Khi thÝ nghiÖm SPT ë ®é s©u lín, do träng l−îng cÇn t¨ng, lμm gi¶m gi¸ trÞ N. TrÞ sè hiÖu chØnh cña N theo ®é s©u cho ®Êt rêi x¸c ®Þnh theo b¶ng 4.1: B¶ng 3.9 B¶ng sè liÖu hiÖu chØnh N cho ®Êt rêi §é s©u, m 0 0 ¸ 5 5¸10 10¸15 15¸20 20¸25 ¸p lùc qóa t¶i, Kg/cm2 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 Sè hiÖu chØnh cho ®Êt rêi 2,0 1,0 0,8 0,6 0,5 0,45 Dùa vμo gi¸ trÞ SPT (N) cã thÓ ph©n chia ®é chÆt cña ®Êt lo¹i c¸t vμ tr¹ng th¸i cña ®Êt lo¹i c¸t (b¶ng 4.0 vμ b¶ng 4.1) B¶ng 4.0:B¶ng ph©n chia ®é chÆt cña ®Êt lo¹i c¸t theo N Gi¸ trÞ N §é chÆt t−¬ng ®èi 0 ¸ 4 RÊt rêi 4 ¸10 Rêi 10 ¸ 30 ChÆt võa 30 ¸ 50 ChÆt >50 RÊt chÆt B¶ng 4.1: B¶ng ph©n chia tr¹ng th¸i cña ®Êt lo¹i sÐt theo N Sè bóa N30 Tr¹ng th¸i §é bÒn nÐn mét trôc qu, (kG/cm2) < 2 Ch¶y 0.25 2 ¸ 4 DÎo ch¶y 0,25 ¸ 0,5 4 ¸ 8 DÎo mÒm 0,5 ¸ 1,0 8 ¸ 15 DÎo cøng 1 ¸ 2 15 ¸ 30 Nöa cøng 2 ¸ 4 >30 Cøng 4 ¸ 8 3.7 C«ng t¸c chØnh lý t¸i liÖu vµ viÕt b¸o c¸o 3.7.1. Môc ®Ých C«ng t¸c chØnh lý tμi liÖu tμi liÖu nh»m môc ®Ých hÖ thèng ho¸ vμ hoμn chØnh toμn bé tμi liÖu thu nhËn ®−îc trong qu¸ tr×nh kh¶o s¸t vμ thÝ nghiÖm, lμm c¬ së cho viÖc lËp b¸o c¸o kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh. 3.7.2. Néi dung chØnh lý tµi liÖu vµ viÕt b¸o c¸o 3.7.2.1 Néi dung chØnh lý ¨ ChØnh lý tμi liÖu tr¾c ®Þa: KiÓm tra sè liÖu, lËp hå s¬ bè trÝ c¸c c«ng tr×nh th¨m dß. ¨ ChØnh lý tμi liÖu khoan: ChØnh lý nhËt ký vμ lËp c¸c h×nh trô c¸c hè khoan, kiÓm tra tμi liÖu m« t¶, theo dâi khoan. ¨ ChØnh lý tμi liÖu xuyªn (xuyªn tiªu chuÈn SPT): TiÕn hμnh chØnh lý nhËt ký xuyªn, sau ®ã cïng víi tμi liÖu thÝ nghiÖm trong phßng ph©n chia c¸c líp ®Êt nÒn. ¨ Tμi liÖu thÝ nghiÖm trong phßng: TiÕn hμnh chØnh lý theo tiªu chuÈn hiÖn hμnh, kÕt hîp víi tμi liÖu kh¸c ®Ó x¸c ®Þnh ranh giíi gi÷a c¸c líp ®Êt nÒn, lËp b¶ng chØ tiªu c¬ lý vμ ®−a ra c¸c gi¸ trÞ tiªu chuÈn, gi¸ trÞ tÝnh to¸n cho tõng líp ®Êt. ¨ §èi víi mÉu n−íc tiÕn hμnh gäi tªn n−íc, ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng ¨n mßn vËt liÖu x©y dùng. 3.7.2.2. ViÕt b¸o c¸o ®Þa chÊt c«ng tr×nh cho giai ®o¹n thiÕt kÕ thi c«ng B¸o c¸o kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh phôc vô cho giai ®o¹n thiÕt kÕ kü thuËt, lËp b¶n vÏ thi c«ng gåm c¸c néi dung sau: Më ®Çu. Ch−¬ng 1: Khèi l−îng c¸c c«ng t¸c kh¶o s¸t §Þa chÊt c«ng tr×nh ®∙ tiÕn hµnh. Ch−¬ng 2: §¸nh gi¸ ®iÒu kiÖn §Þa chÊt c«ng tr×nh khu vùc nghiªn cøu. 2.1. §Æc ®iÓm, vÞ trÝ, ®Þa h×nh ®Þa m¹o khu vùc nghiªn cøu. 2.2. §Þa tÇng vμ ®Æc tr−ng c¬ lý cña ®Êt nÒn. 2.3. §Æc ®iÓm ®Þa chÊt thuû v¨n. KÕt luËn vμ kiÕn nghÞ. C¸c phô lôc kÌm theo: ¨ S¬ ®å mÆt b»ng tæng thÓ. SPT). ¨ S¬ ®å bè trÝ c¸c c«ng tr×nh th¨m dß. ¨ B¶ng tæng hîp c¸c chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt nÒn. ¨ C¸c mÆt c¾t ®Þa chÊt c«ng tr×nh theo tuyÕn. ¨Tμi liÖu thÝ nghiÖm ngoμi hiÖn tr−êng (thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn ¨ C¸c biÓu ®å xuyªn, biÓu ®å thμnh phÇn h¹t, biÓu ®å nÐn, biÓu ®å c¾t vμ c¸c h×nh trô hè khoan. ¨ C¸c tμi liÖu gèc thÝ nghiÖm trong phßng kÕt luËn Sau thêi gian ®−îc Bé m«n §Þa chÊt c«ng tr×nh giao lμm ®å ¸n m«n häc “Kh¶o s¸t §Þa chÊt c«ng tr×nh”, víi sù nç lùc cña b¶n th©n vμ sù gióp ®ì tËn t×nh cña thÇy gi¸o: PGS.TS. Lª Träng Th¾ng, thÇy gi¸o: Ths. Bïi Tr−êng S¬n cïng c¸c thÇy c« gi¸o trong bé m«n §Þa chÊt c«ng tr×nh b¶n ®å ¸n cña t«i ®· hoμn thμnh ®óng thêi gian quy ®Þnh. Qu¸ tr×nh lμm ®å ¸n ®· gióp t«i tæng kÕt, cñng cè l¹i nh÷ng kiÕn thøc c¬ b¶n trong c¸c n¨m häc qua, vμ n¾m b¾t ®−îc nh÷ng kiÕn thøc míi, ®ång thêi qu¸ tr×nh lμm ®å ¸n cßn gióp t«i hiÓu ®−îc c«ng viÖc vμ tr¸ch nhiÖm cña mét ng−êi kü s− ®Þa chÊt c«ng tr×nh. Tuy nhiªn do tr×nh ®é vμ kinh nghiÖm thùc tÕ cßn h¹n chÕ nªn b¶n ®å ¸n khã tr¸nh khái nhiÒu sai sãt, t«i rÊt mong nhËn ®−îc sù gãp ý, phª b×nh cña c¸c thÇy c« gi¸o vμ c¸c b¹n ®ång nghiÖp. Qua ®©y, t«i xin ch©n thμnh c¶m ¬n Tr−êng §¹i häc Má - §Þa chÊt, Bé m«n ®Þa chÊt c«ng tr×nh, thÇy gi¸o PGS.TS Lª Träng Th¾ng, thÇy gi¸o Ths. Bïi Tr−êng S¬n cïng c¸c thÇy c« gi¸o trong bé m«n ®· h−íng dÉn tËn t×nh gióp em hoμn thμnh ®å ¸n nμy. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n. Hµ Néi, ngµy 21 th¸ng 11 n¨m 2009. Sinh viªn NguyÔn V¨n HiÕn Líp §CCT- §KTA.K50 c¸c tμi liÖu tham kh¶o 1. T¹ §øc ThÞnh, NguyÔn Huy Ph−¬ng – Gi¸o tr×nh c¬ häc ®Êt – NXB Giao th«ng vËn t¶i, 2002. 2. Lª Träng Th¾ng – C¸c ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu vμ kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh – NXB Giao th«ng vËn t¶i, 2003. 3. §ç Minh Toμn - Gi¸o tr×nh ®Êt ®¸ x©y dùng. Tr−êng ®¹i häc Má - §Þa chÊt, 2007 4. Sæ tay thiÕt kÕ nÒn mãng T1, T2 - NXB Khoa häc vμ kü thuËt 1974. 5. Tiªu chuÈn §Êt x©y dùng - TCVN 4195-1995-4220-1995. 6. TÝnh to¸n mãng cäc. Chñ biªn Lª §øc Th¾ng NXB Giao th«ng vËn t¶i 1998. 7. Tiªu chuÈn x©y dùng 45 - 78 - NXB X©y dùng Hμ néi 1979.