Bài giảng Địa chất công trình: Chương 8 - Phù Nhật Truyền

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:29

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Địa chất công trình" Chương 8 - Công tác khảo sát địa chất khoan - đào, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Chọn loại công trình khoan - đào thăm dò; Các loại hình thăm dò địa chất công trình; Nguyên tắc bố trí các công trình khoan đào thăm dò;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Địa chất công trình: Chương 8 - Phù Nhật Truyền

A. Nhiệm vụ Nghiên cứu cấu trúc địa chất và tính chất cơ lý của đất đá như: Thành phần thạch học (Lithological Composition), thành phần khoáng vật (mineral composition), địa tầng (stratigraphy), đặc điểm phân bố và sự thay đổi bề dày của các lớp đất đá, nhất là các lớp mềm yếu, nứt nẻ, vỡ vụn. Nghiên cứu cấu tạo địa chất (thấu kính, phân lớp đều, mặt nghiêng...) và sự biến đổi về đặc điểm cấu tạo cũng như hệ thống khe nứt, đứt gãy, hang hốc theo chiều sâu. Nghiên cứu bề dày, tính chất của các đới phong hóa và tầng phủ
Nghiên cứu ĐCTV và các quá trình, hiện tượng địa chất động lực công trình Kết hợp với công trình thăm dò để tiến hành thí nghiệm ngoài trời, quan trắc dài hạn và lấy các mẫu đất đá nguyên dạng và không nguyên dạng Đánh giá trữ lượng và chất lượng của các mỏ vật liệu khoáng tự nhiên.
B. Chọn loại công trình khoan - đào thăm dò 1. Các loại công trình đào a. Hố đào thăm dò: Là loại công trình thăm dò thẳng đứng, có dạng hình tròn, hình vuông hay chữ nhật. Tiết diện hố đào thường là 1x1,5 m2, chiều sâu hố đào thường nhỏ hơn 20m và phụ thuộc vào mức độ ổn định của thành hố đào, mực nước ngầm. Nếu chiều sâu nhỏ hơn 10m gọi là hố đào thăm dò, lớn hơn 10m gọi là giếng thăm dò.
Các loại hình thăm dò địa chất công trình
b. Hầm thăm dò: Là loại công trình nằm ngang và đi sâu vào trong đất, có dạng chữ nhật, tiết diện ngang 1,5x1,8 m2, chiều dài phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu, thường sử dụng để nghiên cứu các loại đá cứng, nửa cứng ở các sườn dốc đứng. Việc thăm dò bằng công trình hầm rất tốn kém và nguy hiểm, do đó chỉ tiến hành ở giai đoạn thiết kế - kỹ thuật và thường được sử dụng cho các công trình ngầm, hầm áp lực của các công trình thủy điện, đường hầm giao thông, hoặc khi cần tiến hành một số thí nghiệm đá trong hầm.
Ưu điểm Là nghiên cứu trực tiếp đất đá trong điều kiện tự nhiên, lấy được mẫu nguyên dạng và có thể kết hợp tiến hành nghiệm ngoài trời như: đổ nước, nén tỉnh nền, nén sập, đẩy ngang … Nhược điểm Là tốn nhiều công sức, thi công lâu và chiều sâu nghiên cứu hạn chế.
Điều kiện sử dụng các công trình đào thăm dò theo tiêu chuẩn TCVN 4419:87 Loại công Chiều sâu lớn nhất, Điều kiện sử dụng trình thăm dò m Rãnh thăm dò 0.6 Chiều dày lớp phủ không quá 0.5m. Công trình dọn Các lớp đất đá ở những sườn dốc, khi 1.5 chiều dày lớp phủ không quá 1.0m sạch đất đá Các lớp đất đá nằm nghiêng, góc dốc lớn, Hào thăm dò 2.0 khi chiều dày lớp phủ không quá 1.5m Các lớp đất đất đá nằm ngang, hơi Hố đào, giếng nghiêng, hoặc để thí nghiệm địa chất thủy < 20 nông văn, địa chất công trình Xác định cụ thể trong Giếng thăm dò phương án kỹ thuật, Nghiên cứu ở những nơi có điều kiện địa thường > 20m chất công trình phức tạp Công trình có tầm quan trọng đặc biệt, rất Hầm thăm dò Như trên cần thiết, thường ở vùng ở sườn núi
2. Các loại công trình khoan Các phương pháp khoan thông dụng gồm: ➢Khoan xoay lấy mẫu: Là phương pháp khoan phá hủy đất đá bằng lực xoay kết hợp với lấy mẫu nguyên dạng. Phương pháp này có thể khoan được trong tất cả các loại đất đá. ➢Khoan đập: Là phương pháp khoan phá hủy đất đá bằng lực đập và không lấy được mẫu nguyên dạng, thường sử dụng để nghiên cứu địa tầng hay địa chất thủy văn hoặc phục vụ cho thi công khoan cọc nhồi. ➢Khoan rung: là phương pháp khoan phá hủy đất đá bằng lực xoay và lực rung, thường sử dụng trong đất mềm rời, mềm dính và không lấy được mẫu nguyên dạng.
2. Các loại công trình khoan a)Máy khoan XJ- 100 TQ b)Máy khoanXY-1A TQ
Máy khoan Koken của Nhật
Hiện nay ở nước ta thường dùng các thiết bị khoan của Liên Xô cũ, Trung Quốc và Nhật như UKB 25, máy khoan tự hành UGB - 50m. Đặc biệt là các máy khoan hạ bệ của Trung Quốc được dùng rất phổ biến như: XJ - 100; XY - 1A; GX - 1T; SH - 30 -2; GY - 50 - 1 hoặc máy khoan Koken của Nhật
3. Nguyên tắc bố trí các công trình khoan đào thăm dò Mạng lưới thăm dò thường có dạng đường thẳng, chữ I, chữ T hoặc dạng hoa mai, hoa thị. Ngoài ra phải bố trí mạng lưới thăm dò sao cho có thể vẽ được các mặt cắt ĐCCT đặc trưng để sử dụng vào các mục đích cần thiết (cấu trúc địa chất, lấy mẫu..). Việc bố trí mạng lưới các công trình thăm dò hợp lý không những nâng cao chất lượng và hiệu quả của công tác khảo sát ĐCCT mà còn tiết kiệm được kinh phí. Việc bố trí các công trình thăm dò cần dựa vào kết quả đo vẽ ĐCCT, địa vật lý và phải bố trí kết hợp sao cho thu thập được nhiều thông tin nhất và thực hiện được nhiều mục đích khác nhau (mô tả địa tầng, lấy mẫu kết hợp với thí nghiệm SPT, VST, thí nghiệm ép nước, nén tĩnh...).
Đặc biệt không nên thi công cùng một lúc nhiều công trình thăm dò vì phải vận chuyển nhiều thiết bị phức tạp và không điều chỉnh được vị trí, số lượng cũng như chiều sâu thăm dò. Tuy vậy, việc thi công hàng loạt các công trình thăm dò theo từng cụm thì rất cần thiết vì ít phải di chuyển các phương tiện, thiết bị máy móc. Do đó, yêu cầu của trình tự thi công là phải đạt được mục đích thăm dò và giá thành rẻ.
4. Khoảng cách giữa các công trình thăm dò Khoảng cách các công trình thăm dò thường phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loại công trình xây dựng, giai đoạn khảo sát ĐCCT, mức độ phức tạp của điều kiện ĐCCT, mức độ quan trọng của công trình xây dựng, các điều kiện địa chất đặc biệt khác… Đối với các công trình xây dựng đơn giản và qui mô nhỏ thì khoảng cách thăm dò thường phải bố trí thưa hơn, ngược lại nếu công trình xây dựng có qui mô lớn (đập, hồ chứa, sân bay, nhà máy điện hạt nhân…) thì khoảng cách thăm dò phải thu hẹp lại.
Nếu điều kiện ĐCCT của khu đất xây dựng hay lãnh thổ nào đó càng phức tạp thì khoảng cách giữa các công trình thăm dò càng ngắn. Nhìn chung, cho đến nay việc xác định khoảng cách của các công trình thăm dò vẫn còn định tính và thường dựa vào các yếu tố sau: ✓ Trong trường hợp cần các công trình thăm dò để khống chế (điểm khống chế) thì nên bố trí các công trình thăm dò thưa, đều và ngược lại nếu không cần điểm khống chế thì khoảng cách các công trình thăm dò nên thu hẹp ở những nơi có điều kiện ĐCCT phức tạp và thưa hơn ở nơi có điều kiện ĐCCT đơn giản;
✓ Mỗi đơn nguyên địa mạo (thềm sông, bãi bồi, sườn núi...) cần có ít nhất một đến hai điểm thăm dò; ✓ khoảng cách các công trình thăm dò phải bố trí sao cho số lượng công trình đủ để phát hiện được mọi loại đất đá trong phạm vi nghiên cứu và lập được mặt cắt ĐCCT hoàn chỉnh nhất; ✓ những nơi phát triển các quá trình và hiện tượng địa chất động lực cần bố trí một số điểm thăm dò khống chế để nghiên cứu quy luật phát sinh - phát triển của quá trình và ảnh hưởng của chúng đến công trình dự định xây dựng; ✓ những hạng mục quan trọng, chịu lực lớn và phức tạp của công trình cần bố trí mật độ các điểm thăm dò dày hơn.
 Khoảng cách khoan thăm dò theo độ phức tạp điều kiện ĐCCT (theo TCVN-Công trình công nghiệp và dân dụng) Mức độ phức tạp của điều Khoảng cách nhỏ nhất kiện ĐCCT và lớn nhất Đơn giản 50 75 75 100 Trung bình 30 40 40 50 Phức tạp 20 25 25 30
5. Chiều sâu thăm dò Nhìn chung, chiều sâu thăm dò phụ thuộc vào các yếu tố như: mục đích nghiên cứu; phạm vi đới ảnh hưởng của công trình xây dựng (tải trọng công trình, tính thấm nước, …); cấu trúc địa chất của khu đất khảo sát … Nếu mục đích đánh giá sự ổn định của nền thì các công trình thăm dò phải có chìều sâu vượt quá đới ảnh hưởng của công trình dự định xây dựng. Trong cơ học đất, chiều chiều sâu của đới ảnh hưởng của công trình là chiều sâu tại đó có: z = 0.2 bt , đối với nền đất yếu z = 0.1 bt
z z Z td  đối với nền đất yếu Z td  0.1 0.2 Với:  là khối lượng thể tích tự nhiên trung bình của các lớp đất từ mặt đất đến độ sâu Z. Chiều sâu công trình thăm dò theo tải trọng công trình Móng băng Móng vuông Tải trọng (KG/cm2) Độ sâu (m) Tải trọng (tấn) Độ sâu (m) 1 6 Đến 50 6 2 10 100 7 5 15 400 13 10 18 1000 15 50 20 5000 23 Đến 10.000 30