Một số chỉ dẫn thiết kế nền nhà và công trình (Tái bản): Phần 1

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:205

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cuốn sách "Chỉ dẫn thiết kế nền nhà và công trình" được soạn ra nhằm phát triển chương "Tiêu chuẩn thiết kê nền nhà và công trình" - CHhII.II-15-74, và dùng để thiết kế nền nhà và các công trình công nghiệp, nhà ở, nhà công cộng thuộc tất cả các lĩnh TJC xây dựng, trong đó có xây dựng đô thị, nông nghiệp, công nghiệp và giao thông vận tải. Sách được chia thành 2 phần, phần 1 cung cấp cho người đọc các kiến thức: Quy định chung, tên đất nền, thiết kế nền. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Một số chỉ dẫn thiết kế nền nhà và công trình (Tái bản): Phần 1

VIỆN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NỀN VÀ CÔNG TRÌNH NGẦM MANG TÊN N.M. GHÉC XÊ VA Nốp CHỈ DẪN THIẾT KÊ NÊN NHÀ VÀ CỐN6 TRÌNH (Tái bản) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ NÔI-2010
VIỆN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NỀN VÀ CÔNG TRÌNH NGẦM MANG TÊN N.M. GHÉC XÊ VA Nốp CHỈ DẪNTHIẾT KẾ NỀN NHÀ VẢ CANG trình (Tái bản) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ NỘI-2010
LỜI NÓI ĐẦU Cuốn "Chỉ d ẫ n th iế t k ế nên n h à và côn g trình" được p h á t triển trên cơ sở chương "Nền nhà và công trinh" của tiêu chuẩn CHuU.II. 15-74 trong đó có nêu những hướng dẫn đ ể chi tiết hóa những tiêu chuẩn về các mặt: tên đất nền và phương pháp xác định các giá trị và đặc trưng của đất; nguyên tắc thiết k ế nền và dự háo sự hiến đổi mức nước ngầm; vân đề độ sâu đặt móng; vấn đề tính nền theo biến dạng và theo khả năng chịu tải; những đặc điểm thiết k ế nền nhà và công trình xây trên các loại đất địa phương củng như trên vùng động đất và vùng khai thác mỏ. Ngoài những hướng dẫn trên còn kèm theo các th í dụ tính toán nền theo các m ặ t đã nêu trong chương tiêu chuẩn này, trừ những vấn đề có liên quan đến đặc điểm thiết kê nền của cột điện, cầu công. Chỉ dẫn này được soạn thảo ở Viện Nghiên cứu nền và công trình ngầm (thuộc U BKTC BNN Liên Xô - Gasstrôi), với sự tham gia của: Viện thiết k ế Móng thuộc Bộ Lắp ráp chuyên dụng (Minspetstrôi) Liên Xô - đảm nhận phần tư liệu tính toán khả năng chịu tải của nền và lún móng cùng với tài liệu về đặc trưng của đất; Viện Nghiên cứu TIHMMHC (thuộc Gasstrôi) - đảm nhận phần dự báo nước ngầm; Học viện Xây dựng Dneprôpêtrốpsk (ỊỊMCM) thuộc Bộ Đại học Cộng hòa Ucraina - chịu trách nhiệm phần các đặc điểm thiết k ế nền trên vùng đất êluvi. Chỉ dẫn được biên soạn dưới sự chủ biên của: Giáo sư, Tiến sĩ Khoa học Kỹ thuật Xorottran E.A, và các phó Tiến sĩ Mikheev V.V; Ephrêmov M.G, Vrônxki A. V. Các đoạn văn của CHuU.ỈI.15-74 dùng ở đây được lùi vào một khoảng so với đoạn khác và các công thức, các điều, bảng, hình vẽ có hai ký hiệu số: thoạt đầu theo chỉ dẫn, sau đó theo CHuĩI. Trong trường hỢp dùng lời văn của phụ lục CHuU thì kèm với số hiệu ghi trong ngoặc đơn, có số phụ lục. Nếu trong đoạn văn của CHuIỈ có ghi theo điểm nào đó của CHuU thi đoạn văn g iữ nguyên ký hiệu số theo CHuỉI và đ ể tiện sử dụng, trong ngoặc đơn ghi kèm s ố theo chỉ dẫn. Hy vọng cuốn Chỉ dẫn này sẽ là tài liệu hữu ích phục vụ cho các cơ quan thiết kế, khảo sát và xây dựng nhà và công trình công nghiệp, nhà ở nhà công cộng.
Phẩn 1 QUY ĐỊNH CHUNG l-l. Chỉ dẫn này được soạn ra nhằm phát triển chương ''Tiêu chuẩn thiết kê nền nhà và công trình" - CH hII.II-15-74, và dùng để thiết kế nền nhà và các công trình công nghiệp, nhà ở, nhà công cộng thuộc tất cả các lĩnh \TJC xây dựng, trong đó có xây dựng đô thị, nông nghiệp, công nghiệp và giao thông vận tải. Chỉ dẫn này không xét những vấn đề thiết kế nền của cột đường dây tải điện cao thê, nền cầu cống. - 1.2(1.!) - Tiêu chuẩn này phải được tuân thủ khi thiết kế nền nhà và công trình. Chú thích: Trừ phần 2 "Tên đất nền", tiêu chuẩn này không dùng để thiết kế nền của công trình thủy lợi, cầu đường, sân bay xây ưên đất đóng băng vĩnh cửu, cũng như nền móng cọc, trụ sâu và móng máy dưới tải ưọng động. - 1.3 (1.2) - Nền nhà và công trìrứi phải được thiết kế trên cơ sở: a) Kết quả khảo sát địa chất công trình, địa chất thủy văn và những số liệu về điều kiện khí hậu của vùng xây dụng; b) Kinh nghiệm xây nhà và còng trình trong các điều kiện địa chất công trìiứi tương tự; c) Những số liệu đặc trưng cho nhà và công trìiứi định xây, kết cấu của nó và tải trọng tác dụng lên móng cũng rủiư các điều kiện sử dụng sau này; d) Điều kiện xây dựng địa phương; đ) So sánh tứửi kinh tế - kỹ thuật của các phương án giải pháp thiết kế để chọn giải pháp tối ưu, rủiằm tận dụng đầy đủ nhất các đặc trưng biến dạng và đặc trưng bền của đất và các túứi chất cơ lý của vật hệu làm móng (hoặc các phần ngầm khác của kết cấu), có kèm việc đánh giá các giải pháp theo chi phí quy đồng. -1.4. (1.3) - Nghiên cứu địa chất công trình của đất nền dưới nhà và công trình phải được tiến hàiứi theo đúng yêu cầu của các tiêu chuẩn và quy phạm về xây dựng, về khảo sát xây dựng và nghiên cứu đất cho xây dựng cũng như phải túứi đến đặc điểm kết cấu và đạc điểm sử dụng nhà hoặc công trình. 1 5. Công tác khảo sát địa chất công trình và địa chất thủy văn phải được thực hiện theo đúng vèu cầu của các tiêu chuẩn và quy phạm sau: a) N ‘^uvẽn tắc c ơ bản về khảo sát ch o xây dựng Hiện nav đã ban hành CHnn.II-9-78 (N.D).
b) "Quy phạm về khảo sát cho xây dựng đô thị và nông thôn" CH 211-62 và "Quy phạm về khảo sát cho xây dựng công nghiệp" CH 225- 62‘^'; c) Các tiêu chuẩn Nhà nước về thử nghiệm đất: 5181- 7 8 - Đất. Phưoíng pháp xác định tỷ trọng trong phòng thí nghiệm. 5182- 78 - Đất. Phương pháp xác định dung trọng trong phòng thí nghiệm. 5180-75 - Đất. Phương pháp xác định độ ẩm trong phòng thí nghiệm. 12536-67 - Đất. Phương pháp xác định thành phần hạt trong phòng thí nghiệm. 5183- 77 - Đất. Phương pháp xác định giới hạn lăn trong phòng thí nghiệm. 10650-72 - Than bùn. Phương pháp xác định mức độ phân hủy. 12248-66 - Đất. Phương pháp xác định sức chống cắt của đất loại cát và loại sét trong điều kiện cô kết hoàn toàn ở phòng thí nghiệm. 12374-77 - Đất. Phương pháp thí nghiệm ngoài trời bằng nén tải trọng tĩnh. 17245-71 - Đất. Phương pháp xác định sức chống nén tức thời một trục trong phòng thí nghiệm. 19912-74 - Đất. Phương pháp thí nghiệm ngoài trời bằng xuyên động. 20069-74 - Đất. Phương pháp thí nghiệm ngoài trời bằng xuyên tĩnh. 20276-74 - Đất. Phương pháp xác định môđun biến dạng ở ngoài trời bằng nén ngang (pretxiômét). 23161-78 - Đất. Phương pháp xác định các đặc trưng lún ướt trong phòng thí nghiệm. 20522-75 - Đất. Phương pháp xử lý thống kê các kết quả xác định đặc trimg. 1.6. Số liệu về điều kiện khí hậu của vùng xây dựng phải lấy theo các chỉ dẫn của quy phạm về khí hậu xây dựng và địa vật lý. 1.7. Đê có thể sử dụng những kinh nghiệm xây dựng, khi thiết kế nền phải có những sô' liệu về: điều kiện địa chất công trình của vùng xây dựng, kết cấu nhà và công trình định xây, tải trọng, loại và kích thước móng, áp lực tác dụng lên đăt nền. độ biến dạng của nền và công trình đã được quan trắc. Những số liệu trên sẽ cho phép đánh giá đầy đủ điều kiện địa chất công trình của công trình định thiết kế, trong đó có các đặc trưng của đất cho phép chọn loại và kích thước móng hợp lý nhất, chọn chiều sâu đặt móne v.v... 1.8. Đế có thể tính toán được điều kiện xây dựng địa phương, phải có đầy đủ những số liệu về khả năng thi công của đơn vị xây dựng, trang thiết bị của đơn vị ấy, điều kiện khí hậu dự kiến trong thời kỳ thi công nền, móng và trong toàn bộ giai đoạn xáv dựng cốt không. ■' Hiẹn nay đã ban hành CH-225-79 (N.D).
Những số liệu này có thể giữ vai trò quyết định trong việc chọn kiểu móng (ví dụ như chọn nền thiên nhiên hay móng cọc), chiều sâu đặt móng, phương pháp gia cố nền v.v... 1-9. Giải pháp kết cấu của nhà hoặc công trình định thiết kế và điều kiện sử dụng sau này là những điều cần thiết cho việc chọn kiểu móng và tính toán ảnh hưởng của các kết cấu bên trên đến sự làm việc của nền và cũng là cần thiết cho sự hiệu chỉnh những yêu cầu đôi vói độ biến dạng cho phép v.v... 1.10. Việc so sánh tính kinh tế - kỹ thuật các phương án của các giải pháp thiết kế nền và móng là cần thiết để chọn được giải pháp thiết kế tin cậy và kinh tế nhất, trừ trường hợp sau này phải hiệu chỉnh trong quá trình xây dựng với những chi phí bổ sung không thể tránh khỏi về vật tư, thiết bị và thời gian. - 1.11 (1.4). Kết quả nghiên cứu địa chất công trình đất nền phải gồm các số liệu cần cho việc giải quyết các vấn đề. - Chọn kiểu nền và móng, xác định chiều sâu đặt móng và kích thước móng có dự kiến đến những thay đổi có thể xảy ra (trong quá trình xây dựng và sử dụng) về điều kiện địa chất công trình và địa chất thủy văn, trong đó kể cả tính chất của đất. - Chọn các phương pháp cải tạo tính chất của đất nền (trong trường hợp cần thiết). - Quy định dạng và khối lượng các biện pháp thi công. - 1.12 (1.5). Không cho phép thiết kế nền nhà và công trình mà không có - hoặc có nhưng không đầy đủ - căn cứ địa chất công trình tương ứng để giải quyết các vấn đề nêu ở điều 1.11 (1.4) của Chỉ dẫn này. 1.13. Kết quả nghiên cứu địa chất công trình và địa chất thủy văn trình bày trong báo cáo kỹ thuật khảo sát phải bao gồm: a) Những số liệu về vị trí vùng dự kiến xây dựng, điều kiện khí hậu và động đất của vùng ấy công tác nghiên cứu đất và nước ngầm đã tiến hành trước đây; b) Những số liệu về cấu tạo địa chất công trình và thành phần thạch học của các lớp đất những hiện tượng địa chất vật lý, địa chất công trình và những hiện tượng bất lợi khác quan trắc được (cactơ, trượt lở, lún ướt và trương nở của đất, khai thác mỏ v.v...); c) Những số liệu về điều kiện địa chất thủy văn có nêu rõ độ cao xuất hiện và ổn định của mực nước ngầm, biên độ dao động mực nước và lưu lượng nước, quan hệ thủy lực giữa các tầng chứa nước với nhau và giữa nước ngầm với các dòng và khối nước mặt nằm gần nhất, độ ăn mòn của nước đối với vật liệu kết cấu móng; d) Những số liệu về đất ở khu vực xây dựng gồm; thứ tự địa tầng của các lớp đất bị nén dưới nền, hình dạng thế nằm của các lớp đất, kích thước của chúng theo diện và theo chiểu sâu, tuổi, nguồn gốc và tên gọi, thành phần và trạng thái của các dạng đất khác nhau- đặc trưng cơ lý của các lớp đất đã phân chia.
Tùy thuộc vào dạng đất đá, đặc trưng cơ lý cần phải xác đinh là: - Tỷ trọng, dung trọng và độ ẩm đối với tất cả các dạng đất và đá; - Hệ số rỗng đối với đất không phải là đá; - Thành phần hạt đối với đất vụn hòn lớn và đất loại cát; - Chỉ số dẻo, độ sệt và sức chống xuyên đơn vị đối với đất loại sét; - Góc ma sát trong, lực dính đơn vị và môđun biến dạng đối vói tất cả các dạng đất; - Hệ số thấm; - Hệ số cố kết đối với đất loại sét no nước khi độ sệt Is > 0,5, đối với đất than bùn và bùn; - Sức chống nén tức thời một trục, hệ số hóa mềm và độ phong hóa đối với đá; - Độ lún ướt tương đối, áp lực lún ướt ban đầu và độ ẩm tới hạn ban đầu đối với đất lún ướt; - Độ trương nở tương đối, áp lực trương nở và độ co ngót tuyến túứi đối với đất trương nở; - Hệ số phong hóa đối với đất êluvi hòn lớn; - Thành phần muối (định tính và định lượng) đối với đất nhiễm muối (muối hóa); - Hàm lượng tàn tích thực vật đối với đất không thuộc loại đá (mức độ than bùn hóa) và mức độ phân hủy của đất than bùn. Trong báo cáo kỹ thuật khảo sát, bắt buộc phải nêu rõ phương pháp xác đinh các đặc trưng của đất ở ngoài trời và trong phòng thí nghiệm đã áp dụng. Kèm theo báo cáo kỹ thuật khảo sát, phải có các biểu, bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của đất, sơ đồ các thiết bị đã sử dụng khi thử nghiệm ở ngoài trời, cột trụ địa tầng các công trình thăm dò và các mặt cắt địa chất công trình. Trên các mặt cắt địa chất công trình, phải chỉ rõ tất cả các vị trí đã lấy mẫu đất và đã thí nghiệm đất ở ngoài trời. e) Bản dự báo sự thay đổi điều kiện địa chất công trình và địa chất thủy văn của khu vực xây dựng, trong quá trình xây dựng và sử dụng nhà và công trình. Các đặc trưng của đất phải được biểu thị bởi các trị tiêu chuẩn; còn với lực dính đơn vị góc ma sát trong, dung trọng và sức chống nén tức thời khi nén một trục của đá thì phải có thêm cả trị tính toán. Nguyên tắc tính các trị tiêu chuẩn và trị tính toán trình bày ờ các điều 3.49 3.65 (3.10 ^ 3.16) của Chỉ dẫn này. 1.14. Việc dự đoán khả nãng thay đổi điều kiện địa chất thủy văn trong quá trình xây dựng được thực hiện theo các chỉ dẫn nêu ở các điều 3.105 3.112 (3.17 ^ 3.20) riêng việc tính toán khả,năng thay đôi các tính chất xây dụng của đất được tiến hành theo các chỉ dẫn nêu ở điều 3.98 3.103.
Phẩn 2 TÊN ĐẤT NÊN - 2.1 (2.1). Khi thuyết minh kết quả khảo sát và thiết kế nền, móng và các phần khác nằm dưới mật đất của nhà, công trình, phải nêu tên đất nền theo những quy định của phần này. Kèm theo tên đất, phải có tuổi địa chất và nguồn gốc của chúng. Trong ưường hợp cần thiết, cho phép đưa thêm vào các tên gọi và đặc trưng phụ khác (thành phần hạt của đất loại sét, mức độ và túứi chất của đất nhiễm muối, dạng đá đã hình thành đất êluvi; mức độ bị phong hóa khí quyển khi chúng lộ ra ngoài mặt đất, độ cứng khi khai đào v.v...), túứi đến loại và đặc điểm xây dựng cũng như các điều kiện địa chất tại chỗ. Tên gọi và đặc trưng phụ không được mâu thuẫn với tên đất được quy đirứi ở phần này. 2.2. Khi thuyết minh kết quả khảo sát, dùng để lập thiết kế nền và móng của tất cả các dạng nhà và công trình, cần sử dụng một hệ thống tên đất thống nhất. Việc gọi đúng tên đất và xác định tất cả các đặc trưng trạng thái của đất là rất cần thiết cho việc giải quyết những vấn đề sau: chọn loại móng kinh tế nhất, chọn phưomg pháp cải tạo tứủi chất đất nền và phương pháp thi công nền, móng v.v... Hệ thống tên đất thống nhất và thuật ngữ thống nhất dùng khi mô tả ưạng thái đất cho phép có thể sử dụng một cách đầy đủ nhất những tài liệu lưu trữ về các kết quả khảo sát trước đây, nhờ đó giảm khối lượng công tác khảo sát ngoài trời, đồng thời có thể tiến hành hệ thống hóa bằng phương pháp thống kê để lập bảng tổng hợp các đặc trưng đất. 2.3. Danh mục tên đất chỉ phản ánh những phân vị đất quan trọng nhất và những đặc trưng quyết định nhất về trạng thái của đất dưới tác dụng của tải trọng. Trong trường hợp cần thiết, cho phép đưa thêm vào danh mục các phân vị đất và đặc trưng phụ khác, nhưng không được mâu thuẫn với những quy định của phần này. Nhũng phân \ ị và đặc trưng phụ đó có kể đến loại và đặc điểm xây dựng và được nêu trong các quy phạm thiết kế các loại nhà và công trình tương ứng. T hí dụ. Khi chia đất loại sét thành những dạng khác nhau thì trong darứi mục này dùnơ chỉ số dẻo. và chia ra thành ba dạng sau: á cát, á sét và sét. Theo "Chỉ dẫn thiết kế nền đường sắt và đường bộ" (CH 449 - 72), đất loại sét được chia thêm thành những ( 1) rioiipa3XiejieHne trong nguyên bản.
phân dạng khác nhau bằng cách, cùng với chỉ số dẻo, phải sử dụng cả những số liệu phân tích thành phần hạt (xem bảng 2.1). Bảng 2.1 Hàm lượng hạt cát có cỡ hạt từ Dạng đất Chi số dẻo 2 đến 0.05mm (% theo ưọng lượng) Nhẹ thô >50 Nhe >50 0.01 < I j < 0.07 Á cát Bụi 2 0 -5 0 Bụi nặng 40 0.07 < I j < 0.12 Bui nhe 40 0,12 < I j 0.27 Chú thích: Đ ối với á cát nhẹ thô thì tính cả hàm lượng các hạt có kích thước 2 - 0,25m m . Chỉ dẫn này đã nhấn mạnh rằng, trong trường hợp có sự sai khác về dạng đất, xác định theo hàm lượng hạt cát và theo chỉ số dẻo thì phải nhận tên đất xác định theo chỉ số dẻo. Trong tiêu chuẩn này đã bao gồm cả cách phân loại đất nhiễm muối theo độ nhiễm muối (có xét đến đặc từih của nó về mặt định tính). Phân loại này áp dụng cho việc xây dựng đường và đã tứih tới những đặc điểm của loại xây dựng này. 2.4. Khi mô tả đất, trong báo cáo kỹ thuật khảo sát địa chất công trình phải có những sô' liệu về tuổi địa chất và nguồn gốc hình thành của đất. Những số liệu này rất cần thiết cho việc sử dụng các bảng chỉ tiêu về độ bền và biến dạng [xem các bảng 3.12 (1 phụ lục 2 ) - 3 .1 4 (3 phụ lục 2)]. - 2.5 (2.2) - Đất đá được chia ra đá và đất. a) Đá gồm có: phún xuất, biến chất và trầm tích có mối liên kết cứng giữa các hạt (dính kết và ximãng hóa), nằm thành khối liên tục hoặc khối nứt nẻ- b) Đất gồm có: - Đât vụn hòn lófn, là loại đất không có mối liên kết ximăng hóa, các hạt lớn hơn 2mm chiêm trên 50% tính theo trọng lượng của các hòn vụn đá kết tinh hoặc trầm tích; 10
- Đất loại cát là loại đất tơi, ở trạng thái khô chứa dưới 50% hạt lớn hơn 2mm theo trọng lượng và không có tính dẻo (đất không lăn được thành sợi có đưòfng kính 3mm hoặc chỉ số dẻo của nó Id < 0,01); - Đất loại sét là loại đất dính có chỉ số dẻo >0,01. Chú thích: Chỉ số dẻo của đất là hiệu số độ ẩm, biểu diễn bằng số thập phân, ứng với hai trạng thái của đất: ở giới hạn nhão và ở giới hạn lăn . 2.6. Đá và đất rất khác nhau về tính chất. Đá thực tế coi như không bị nén nhỏ lại ở tất cả các cấp tải trọng thường gặp trong xây dựng nhà, công trình công nghiệp dân dụng. Vì vậy, khi xây dựng trên nền đá, chỉ cần tiến hành tính toán cho trạng thái tới hạn thứ nhất theo khả năng chịu tải của nền (độ bền). - Đất, ngược lại, do yếu và bị nén nhỏ lại nhiều hơn nên việc tính toán nền chủ yếu tiến hành theo trạng thái tới hạn thứ hai - theo độ biến dạng; trong nhiều trường hợp, như tiêu chuẩn thiết kế đã quy định, còn phải tính toán kiểm tra cả khả năng chịu tải của nền. Bảng 2.2 (1) Dạng đá Chỉ tiêu A. Theo sức chống nén tức thời một trục R„ (kG/m^) - Rất bền Rn > 1200 - Bền 1200 > R „ > 500 - Bền vừa 500> R n > 150 - ít bền 150>R n > 150 - Đá nửa cứng R „< 50 B. Theo hệ số hóa mềm trong nước Kn, - Không bị mềm K„>0.75 - Bị mềm K ^ < 0,75 c . Theo độ phong hóa Kph - Không phong hóa (nguyên khối) - Đá nằm thành từng khối liên tục: Kph = 1 - Phong hóa yếu (bị nứt nẻ) - Đá nằm thành từng tảng, không bị dịch chuyển: l>Kph>0,9 - Phong hóa - Đá nằm thành từng đám bị nứt né: 0.9 > Kph>0,8 - Phong hóa mạnh (đá mác - nơ) - Đá nằm thành từng đống vụn rời: Kph < 0,8 2.7 (2.3) - Đá được chia ra thành từng dạng khác nhau, theo bảng 2.2 (1), tùy thuộc vào: Sức chống nén tức thời một trục ở trạng thái no nước R„; 11
- Hệ số hóa mềm Kp, (tỷ số giữa sức chống nén tức thời một trục ở trạng thái no nước và ở trạng thái hong khô); - Độ phong hóa Kph (tỷ số giữa trọng lượng thể tích của mẫu đã bị phong hóa VƠI trọng lượng thể tích của mẫu chưa bị phong hóa của cùng đá ấy). Đối với đá có khả năng hòa tan trong nước (muối mỏ, thạch cao, đá vôi v.v...), cần phải xác định cả độ hòa tan của nó. 2.8. Dựa theo nguồn gốc sinh thành, đá được chia ra các loại: phún xuất (mácma), biến chất và trầm tích (bảng 2.3). 2.9. Độ bền của đá, được đặc trưng bằng sức chống nén tức thời một trục R„, thay đổi trong một phạm vi rộng và phụ thuộc vào điều kiện thành tạo đá, thành phân khoáng vật của đá và thành phần chất gắn kết (ximăng) cũng như độ phong hóa. Dựa theo sức chống nén tức thời một trục ở trạng thái no nước, đá được chia ra các dạng khác nhau theo bảng 2.2 (1). Bảng 2.3 Nguồn gốc sinh thành của đá Tên đá - Macma (phún xuất) Granit, điôrit, xiênit, gabrô, liparit, trakhit, andêãt, pooc-phia, poocphiarit, diabaz, bazan, tuf, dăm kết tuf, v.v... - Biến chất Gơnai, quăcãt, đá phiến kết tinh, đá phiến sét, filit (đá là sét mica), đá sừng... đá hoa, ngọc bích v.v... - Trầm tích A. Gắn kết (xữnăng hóa): cuội kết, dăm kết, cát kết, bội kết, sét kết, tufit. B. Hóa học và sinh hóa: đản bạch (gezơ), điatômit (đá táo cát), đá vôi, đôlômit, đá pháh, sét vôi, thạch cao, anhyđrit, muối mỏ v.v... 2.10. Để đặc trưng cho mức độ giảm độ bền của đá khi no nước, cần phải xác định hệ số hóa mềm của đá ở trong nước K„„ bằng cách thí nghiệm các mẫu đá ở 2 trạng thái là hong khô và no nước. Thuộc vào loại đá rất dễ bị giảm độ bền khi no nước (giảm đến 2 - 3 lần) gồm có: đá phiến sét, cát kết có chất gắn kết là sét, bột kết, sét kết, sét vôi, đá phấn. Chúng thuộc loại đá nửa cứng. 2.11. Đối với đá bị hòa tan trong nước, cần phải xác định độ hòa tan của nó. Độ hòa tan của đá phụ thuộc vào thành phần hạt khoáng và thành phần ximăng gắn kết. Đá macma, đá biến chất và đá trầm tích được gắn kết bằng ximăng silic (cuội kết chứa silic, dãm kết, cát kết, đá vôi và đản bạch), không hoà tan trong nước. Những loại đá sau đây thuộc loại bị hòa tan và được liệt kê theo độ hòa tan tăng dần: - Klìó hòa tan\ đá vôi. đôlômít, cuội kết và cát kết chứa vôi. Độ hòa tan của những đá này đạt từ vài chục đến vài trâm miligam trong một lít nước 12
- Hòa tan vừa: thạch cao, anhyđrit, cuội kết chứa thạch cao. Độ hòa tan của những đá này đạt tới vài gam trong một lít nước; - D ễ hòa tan: muối mỏ, có độ hòa tan hom lOOg trong một lít nước. Do nước thấm qua những khe nứt của loại đá bị hòa tan trong nước nên có thể tạo thành những hang động cactơ. 2.12. Chịu tác dụng của những quá trình phong hóa tự nhiên, đá không còn đặc xít và nguyên khối mà bị nứt nẻ, sau đó bị phá hủy vỡ vụn thành những hòn, mảnh to nhỏ khác nhau. Khoảng cách giữa các hòn, mảnh đó được lấp đầy bằng những vật liệu có cỡ hạt nhỏ hơn. Do phong hóa, tính chất của đá bị xấu đi. Đánh giá đá theo độ phong hóa Kph bằng cách so sánh trọng lượng thể tích của mẫu đá đã bị phong hóa ở điều kiện thiên nhiên Y với trọng lượng thể tích của mẫu đá chưa i bị phong hóa (nguyên khối) Y Đối với đá macma, trọng lượng thể tích Yn.. có thể lấy ng. bằng trọng lượng riêng của nó và tham khảo trong các sổ tay hướng dẫn chuyên môn. T hí dụ: Khi khảo sát tại một vị trí xây dựng, ở độ sâu 8m dưới lớp phủ đệ tứ, đã phát hiện đá vôi tuổi cacbon. Phần trên đá vôi bị phong hóa mạnh hơn, sau đó chuyển sang dạng khối đá nứt nẻ và cuối cùng là dạng đá nguyên khối, không phong hóa. Trong ba đới kể trên đều đã lấy mẫu để xác định sức chống nén tức thời một trục và trọng lượng thể tích, ở lớp đá vôi trên cùng, bị phong hóa mạnh nhất, đã lấy 9 mẫu đá để xác định trọng lượng thể tích và thu được kết quả như sau: Y ,(g /c m ỏ : 2,02; 2,09; 1,81; 1,96; 2,12; 2,34; 2,21; 2,00: 1,92. Trung bình là 2,05g/cm\ Đối với đá vôi nguyên khối không phong hóa, đã lấy 7 mẫu và thu được trọng lượng thể tích như sau; Yn„ (g/cm'): 2,58; 2,68; 2,54; 2,65; 2,84; 2,78; 2,98. Trung bình là 2,72g/cm\ Tỉ số ơiữa Yi và Yng của đá vôi là 0,75, nhỏ hơn 0,8. Do đó, phần trên của đá vôi thuộc loại đá bị phong hóa mạnh. 2 13. Đối với những loại đất đá nằm ở ranh giới phân chia giữa đá và đất (ví dụ đá nửa cứng và đất sét cứng bền vũng), cho phép dựa vào kinh nghiệm địa phương khi nghiên cứu và xây dụng ở trên nhũng đất ấy mà quyết định vấn đề xếp chúng vào một trong nhũng nhóm đất kê trên. - 2.14 (2.4). Đất hòn lớn và đất loại cát, tùy thuộc thành phần hạt, được chia thành nhũng dạng khác nhau theo bảng 2.4 (2). Tên đất hòn lớn và đất loại cát quy định theo bảng 2.4 (2). Cần bổ sung thêm độ không đồng nhất của thành phần hạt u, xác định theo công thức: 13
u =^ (2.1K1) MO Trong đó: dfio- đường kmh của hạt mà các hạt có đường kúứi nhỏ hcm nó chiếm 60% trọng lượng đất; dio' đường kúih của hạt mà các hạt có đường kính nhỏ hơn nó chiếm 10% trọng lượng đất. Bảng 2.4 (2) Dạng đất hòn lớn và đất Phân bố của hạt theo độ lớn, tính bằng Chú thích loại cát % trọng lượng của đất hong khô A. Đất hòn lớn; - Tảng lăn (khi có hạt sắc - Trọng lượng các hạt lớn hơn 200nrưn Để định tên đất theo bảng cạnh thì gọi là khối đá) chiếm trên 50%. 2.4(2), phải cộng dồn phần - Cuội (khi nhiều hạt sắc - Trọng lượng các hạt lớn hơn lOirưn trăm hàm lượng hạt cùa đất cạnh thì gọi là dâm) chiếm trên 50%. nghiên cứu: bắt đầu từ các hạt - Sỏi (khi nhiều hạt sắc - Trọng lượng các hạt lớn hơn 2mm lớn hơn 200mm, sau đó là các cạnh thì gọi là sạn). chiếm trên 50%. hạt lớn hơn lOmm. tiếp đến là các hạt lớn hơn 2mm v.v... B. Đất loại cát: - Cát sỏi - Trọng lượng các hạt lớn hơn 2mm Tên đất lấy theo chì tiêu đầu chiếm trên 25%. tiên được thỏa mãn trong thứ - Cát thô - Trọng lượng các hạt lớn hơn 0,5mm tự tên gọi ở bảng 2.4(2). chiếm trên 50%. - (Tát trung - Trọng lượng các hạt lớn hơn 0,25mm chiếm trên 50%. - Cát mịn - Trọng lượng các hạt lớn hơn 0,1 mm chiếm 75% hoặc hơn. - Cát bụi - Trọng lượng các hạt lớn hơn 0,lmm chiếm dưới 75%. Khi trong đất hòn lớn có chất lấp nhét là cát chiếm trên 40% - hoặc chất lấp nhét là sét chiếm trên 30% - tổng trọng lượng của đất hong khô, thì trong tên gọi của đất hòn lớn phải ghi cả tên của chất lấp nhét và phải nêu đặc trưng trạng thái của nó. Dạng của chất lấp nhét phải định theo bảng 2.4 (2) hoặc bảng 2.12 (6) sau khi đã tách các hạt lớn hơn 2mm khỏi mẫu đất hòn lớn. 14
2.15. Để xác định thành phần hạt của mẫu đất, người ta dùng sàng để sàng. Đối với đất cát, thành phần hạt được xác định theo các Tiêu chuẩn nhà nước hiện hành. Đối với đất hòn lớn, cũng dùng phưofng pháp tưcmg tự, nhưng trọng lượng mẫu đất phải lấy tăng lên đến 2 - 4 kg và sử dụng bộ sàng có lỗ lớn hơn. Trong thực tế khảo sát địa chất công trình, thưòíng sử dụng tên hạt đất theo bảng 2.5, tùy thuộc vào độ thô của chúng. Để định tên đất, sau khi phân tích mẫu phải cộng dồn phần trăm hàm lượng hạt có độ thô khác nhau. Thí dụ: Đối với đất cát thu được kết quả phân tích thành phần hạt trình bày ở bảng 2.6. Bảng 2.5 Tên hạt đất Kích thước hạt d(mm) - Tảng lăn (khi hạt sắc cạnh, gọi là khối đá) d>200 - Cuội (khi hạt sắc cạnh, gọi là dăm) 200>d>10 - Sỏi (khi hạt sắc cạnh, gọi là sạn) 10>d>2 -Cát 2 > d > 0,05 - Bụi 0,05 > d > 0,005 -Sét d < 0,005 Bảng 2.6 Cỡ hạt (mm) >10 10-5 5 - 2 2 -1 1-0,5 0,5 - 0,25 0,25 - 0,10 0,10-0,05 0,05 - 0,01 0,01 - 0,005
Thí dụ: Hình 2.1 là đường cong tích phân vẽ theo số hệu của bảng 2.6. Bằng cách vẽ 2 đường thẳng nàm ngang, tương ứng với hàm lượng 10% và 60%, cho tới khi cắt đường cong ở 2 điểm, ta có dj() = 0,09, d(ịQ = 0,3mm. Vậy u = 3,3. Do đó cát được coi là không đồng nhất (vì u > 3). 0.001 0,01 0,1 1 5 10 d(mm) H ỉnh 2.1. Đường cong tích phán thành phần hạt cát trong tỷ lệ bán ỉôgarit 2.17. Đất hòn lớn chứa chất lấp nhét có cỡ hạt nhỏ hơn 2mm. Túih chất của đất hòn lớn phụ thuộc rất nhiều vào chất lấp nhét (cát hoặc sét) hàm lượng phần trăm của chất lấp nhét và đặc trưng trạng thái của nó. Dạng chất lấp nhét và đặc trưng trạng thái của nó phải được ghi rõ nếu như chất lấp nhét là cát chiếm trên 40% và là sét khi chiếm trên 30%. Lúc xác định áp lực tính toán tác dụng lên nền cấu tạo bởi đất hòn lớn, được phép xác định đặc trưng độ bền (C và q>) theo chất lấp nhét nếu như hàm lượng của chất lấp nhét \orợt quá các giá trị nêu ờ điểu 3.187 (3.54). Khi chất lấp nhét có hàm lượng ít hơn, tính chất của đất hòn lớn phải được xác định chung cho cả mẫu đất. Để định dạng chất lấp nhét, phải tách những hạt lớn hơn 2mm ra khỏi mẫu đất vụn hòn lớn. Người ta xác định những đặc trưng sau đâv của chất lấp nhét: độ ẩm, trọng lượng thể tích và hệ số rỗng. Riêng đối với chất lấp nhét là đất sét còn phải xác định thêm chỉ số dẻo và chỉ số sệt. Để xác định trọng lượng thể tích, hệ số rỗng và các đặc trưng c và ọ của chất lấp nhét, phái lấy mẫu đất nguyên dạng từ một chất lấp nhét. Nhưng để xác định c và cp của chất lấp nhét là đất cát mà không thể lấy được mẫu đất nguyên dạng thì được phép tạo mẫu nhân tạo, có cùng độ chặt và độ ẩm. - 2.18 (2.5). Đất hòn lớn bị phong hóa trong các quá trình tự nhiên và chứa trên 10% hạt có kích thước bé hơn 2mm, được chia theo bảng 2.7 (3) dựa vào trị cùa hộ số phong hóa Kph (J. 16