Tài liệu Báo cáo thực tập địa chất công trình

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC QUY NHƠN KHOA KT& CN  BÁO CÁO THỰC TẬP ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Giáo viên: HOÀNG CÔNG VŨ Sinh viên: TRẦN THANH THƯƠNG Lớp: XÂYDỰNG34A MỤC LỤC 1. Mục đích và nội dung thực tập…………………..2 Quy nhơn, 04/05/2013 0 2. Nhiệm vụ và nguyên lý của công tác điều tra khảo sát địa chất công trình …………………….3 3. Phương pháp khoan và thiết bị khoan………….5 4. Công tác khoan …………………………………12 5. Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT …………….14 6. Các quy trình hoặc tiêu chuẩn về giám sát công tác khảo sát địa chất công trình ……………….16 7. Sự cố thường gặp và cách khắc phục sự cố trong công tác khảo sát địa chất công trình …………19 8. Hình trụ hố khoan của một công trình………...20 1 1. Mục đích và nội dung thực tập  Xác định chỉ tiêu cơ lí của đất  Xác định được địa hình, địa mạo  Xác định cấu tạo địa chất  Xác định được điều kiện thủy văn đối với những công trình có quy mô lớn  Đánh giá mức đọ thích hợp của địa điểm và môi trường đói với các công trình dự kiến xây dựng  Thiết kế, lựa chọn giải pháp móng cho công trình dự kiến xây dựng một cách hợp lý và tiết kiệm.  Đề xuất biện pháp thi công hữu hiệu nhất, thấy trước và dự đoán được những khó khăn , trở ngại có thể nảy sinh trong thời gian xây dựng.  Xác định các biến đổi địa chất do hoạt động kinh tế - công trình của con người, cũng như ảnh hưởng của các biến đổi đó đối với bản thân công trình và công trình lân cận.  Đánh giá mức độ an toàn của công trình đang tồn tại, thiết kế cải tạo nâng cấp công trình hiện có và nghiên cứu những trường hợp đã xảy ra gây hư hỏng công trình.  Kết quả cuối cùng của công tác khoan thăm dò là vẽ được hình trụ hố khoan. Dựa vào hình trụ hố khoan ta có thể vẽ được mặt cắt địa chất theo yêu cầu.  Dựa vào thí nghiệm của mẫu đất, ta có tài liệu thiết kế nền móng cho công trình. 2. Nhiệm vụ và nguyên lý của công tác điều tra khảo sát địa chất công trình  Nhiệm vụ:  Nắm được cấu tạo của máy khoan  Lắp ráp được máy khoan 2  Quy trình thực hiện máy khoan  Biết cách lấy mẫu nguyên dạng  Nhiệm vụ chung của công tác điều tra khảo sát Địa chất công trình  Là quá trình ứng dụng tất cả những lý luận và phương pháp kỹ thuật của khoa hoc địa chất và thực tiễn để giair quyết vấn đề có liên quan đến khu vực xây dựng nhằm phục vụ thiết thực trong công tác thiết kế và thi công công trình.  Trong thực tế khi xây dựng công trình cầu phải có những tài liệu khỏa sát về địa hình, địa chất, địa chất thủy văn, tính chất cơ lí của các lớp đất đá( cơ sở thiết kế móng) thủy văn( cơ sở để lựa chọn vị trí và cao độ, quy mô công trình......) điều kiện phát triển kinh tế của vùng nghiên cứu.  Nhiệm vụ của công tác khảo sát công trình để xây nhà  Đánh giá địa chất công trình của lãnh thổ, lãnh hải.  Cung cấp đầy đủ và chính xác các tài liệu, số liệu về điều kiện địa chất công trình, khu đất xây dựng trong thiết kế nhà.  Tiến hành phân vùng lãnh thổ, lãnh hải ra các bộ phận khác nhau để phục vụ thiết kế và thi công công trình.  Dự báo xu thế biến đổi điều kiên địa chất công trình dưới tác động của các yếu tố tự nhiên và hoạt động kinh tế - chính trị của con người, đồng thời đề xuất các biện pháp bảo vệ an toàn công trình xây dựng và môi trường địa chất.  Nghiên cứu, vận dụng các phương pháp thiết bị hiện đại nhằm phục vụ cho phương pháp nghiên cứu địa chất công trình.  Nguyên lý của công tác điều tra khảo sát địa chất công trình: 3  Nguyên lý kế thừa là nguyên lý đòi hỏi công tác khảo sát phải kế thừa những thành quả của công tác khảo sát có từ trước về điều kiện tự nhiên của khu vực nhất là điều kiện địa chất công trình.  Nguyên lý kế giai đoạn là nguyên lý đòi hỏi công tác khảo sát phải tiến hành theo từng giai đoạn phải phù hợp với cá giai đoạn thiết kế và tên gọi các giai đoạn khảo sát thường trùng với giai đoạn thiết kế, các giai đoạn phải từ đơn giản đến phức tạp, dễ đến khó, từ tổng quát đến chi tiết.  Nguyên lý kết hợp là nguyên lý đòi hỏi công tác khảo sát phải kết hợp nhịp nhàng giữa các phương pháp khảo sát khác nhau đem lại hiệu quả cao nhất cho công tác khảo sát về mặt kinh tế, kĩ thuật.  Số lượng, cự li hố khoan, hố xuyên và các thí nghiệm khác( số lượng cự li hố khoan đối với các công tác khoan công trình cấp 1, cấp 2, cấp 3…) 3. Phương pháp khoan và thiết bị khoan 3.1. Phương pháp khoan:  3 phương pháp chủ yếu  Phương pháp khoan xoay + Ưu: Tốc độ nhanh hơn Hố khoan vuông góc với mặt phẳng ngang + Nhược: Đường kính hố khoan nhỏ  Phương pháp khoan đập + Ưu: 4 Đường kính hố khoan lớn + Nhược: Thời gian lâu Tạo góc so với phương ngang  Phương pháp kết hợp vừa đập vừa xoay Khắc phục được nhược điểm của 2 phương pháp trên 3.1. Thiết bị khoan:  Thiết bị khoan xoay:  Mô hình tổng quát 5 Dàn khoan 6 Máy nổ Cần khoan dài 93cm 7 Dây dẫn nước 8 Máy bơm Đinh định vị 9 Mũi phá đá Lưới khoan Dài 13cm, đường kính ngoài 9,2cm 10 Thiết bị lấy mẫu nguyên trạng Dài 1m, đường kính ngoài 9cm, đường kính trong 7.4cm 4. Công tác khoan:  Khối lượng khoan  Trình tự khoan  Xác định số lượng hố khoan, vị trí cần khoan, lưỡi khoan.  Định vị máy khoan tại vị trí cần khoan  Lắp ráp máy khoan 11  Mồi nước cho máy bơm  Khởi động máy nổ, máy bơm  Lắp ráp cần khoan và khoan đến độ sâu cần thiết  Khoan 0,5m là nhìn màu nước chảy ra để đánh giá sơ bộ địa tầng và ghi nhật kí khoan.  Trong quá trình khoan cần cung cấp nước liên tục và đầy đủ.  Khi đến độ sâu cần thiết thì ngừng cung cấp nước  Khi khoan đến độ sâu cần thiết, kéo cần khoan lên lắp ráp thiết bị lấy mẫu vào đưa xuống và lấy mẫu.  Làm sạch bùn đất xung quanh thiết bị lấy mẫu, dùng dụng cụ lấy mẫu ra và cho vào ống lấy mẫu, bịt kín 2 đầu bằng băng keo hoặc nilon để bảo quản mẫu.  Mô tả đất đá  Điều kiện kết thúc lỗ khoan:  Khi khoan đến độ sau cần thiết  dựa vào loại đất đá  quy mô công trình  chiều sau đới ảnh hưởng  Những chú ý về công tác lấy mẫu  Mẫu nguyên trạng được lấy từ hố khoan đào và từ lỗ khoan  Mẫu giữ nguyên trạng mà không cần đóng hộp thì lấy thì dạng khối lập phương hoặc khối chữ nhật( thường có kích thước 25cm × 25cm × 25cm).  Mẫu được đóng hộp mới giữ được nguyên trạng thì lấy bằng ống vát. Chiều cao ống vát không được nhỏ hơn đường kính ống. 12  Khi khoan mẫu nguyên trạng phải được đảm bảo có được độ ẩm tự nhiên với đường kính tương ứng với thiết bị thí nghiệm.  Đường kính tối thiểu của mẫu nguyên trạng nêu như sau: đá phải có đường kính 50mm, đất loại cát và đất loại sét phải có đường kính 90mm, đất hòn lớn phải có đường kính 200mm, chiều cao mẫu không nhỏ hơn dường kính và cao hơn 200mm.  Khi lấy từ hố khoan bằng ống mẫu nguyên trạng, chiều dài của ống không vượt quá 2m đối với đá, 1,5m đối với đất hòn lớn và 0,7 đối với loại đất sét và đất cát.  Mẫu nguyên trạng của đá bền vững không bị phá hủy do tác động cơ học của dụng cụ khoan và của dung dịch rửa.  Mẫu có thành phần tính chất đặc biệt( thường là chịu lực yếu) phải được lấy trong quá trình khoan không dùng nước rửa, không đổ nước vào hố khoan và có biện pháp cách li với lớp đất đá chứ nước hoặc không ổn định.  Phương pháp xác định mực nước ngầm.  Nhật kí khoan. 5. Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT–Standar Penetration Test) 5.1. Khái quát chung về thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn:  Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn FPT là một trong các phương pháp khảo sát địa chất công trình phục vụ việc xây dụng các công trình khác nhau . Thí ngiệm được tiến hành bằng cách đóng 1 mũi xuyên có hình dạng ống mẫu vào trong đất từ 1 lỗ khoan đã được thi công phù hợp cho thí nghiệm .quy cách mũi xuyên , thiết bị và năng lượng đóng đã được quy định số búa cần thiết để đóng mũi xuyên vào đất ở các khoảng độ sâu xác định được ghi lại và chỉnh lí, đất 13 chứa trong mẫu được quan sát, mô tả, bảo quản và thí nghiệm như là mẫu đất không nguyên trạng. Thí nghiệm FPT được thực hiện cứ 13 m mỗi lần , kết hợp với công tác khoan lấy mẫu thí nghiệm . Thí nghiệm SPT được sử dụng khi khảo sát địa chất công trình trong điều kiện địa tầng phức tạp, Phân bố luân phiên các lớp đất dính và đất rời bao gồm chủ yếu các lớp đất rời với độ chặt ,thành phần hạt khác nhau.  Bộ thiết bị thí nghiệm SPT bao gồm các bộ phạn cơ bản là thiết bị khoan tạo lỗ ,đầu xuyên và bộ búa đóng  Thiết bị khoan lỗ có thể sử dụng bất cứ máy khoan nào miễn sao đạt yêu cầu là được.  Đầu xuyên là 1 ống thép gồm 3 phần :phần mũi ,phần thân,phần đầu nối, các phần này đc nối với nhau bằng ren và được tiêu chuẩn hóa bằng kích thước  Bộ búa đóng lf dụng cụ dùng để tạo năng lượng đóng mũi xuyên vào đất  Bao gồm quả búa ,bộ gắp búa và cần dẫn hướng 5.2. Sơ đồ: 5.3. Trình tự thí nghiệm:  Chia ống dẫn hướng ra làm 3 đoạn, mỗi đoạn 15cm.  Khởi động máy nổ, đưa búa lên cao và thả rơi tự do để càn khoan được đóng vào đất, bỏ qua 15cm đầu và tính số lần búa ở 30cm sau. N = N 1 + N2 N1,N2 là số lần búa đóng ở 30cm sau. N là trị số SPT (N30) 14 6. Các quy trình hoặc tiêu chuẩn về giám sát công tác khảo sát địa chất công trình.  C«ng t¸c kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh ®ưîc tiÕn hµnh ®Ó nghiªn cøu vµ ®¸nh gi¸ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh cña vïng (®Þa ®iÓm) x©y dùng (bao gåm ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, ®Þa m¹o, cÊu tróc ®Þa chÊt, thµnh phÇn th¹ch häc, tr¹ng th¸i vµ c¸c tÝnh chÊt c¬ lÝ cña ®Êt ®¸, ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt thñy v¨n, c¸c qu¸ tr×nh vµ hiÖn tưîng ®Þa chÊt vËt lÝ bÊt lîi) nh»m lËp ®ưîc c¸c gi¶i ph¸p cã c¬ së kÜ thuËt vµ hîp lÝ vÒ kinh tÕ khi thiÕt kÕ vµ x©y dùng nhµ, c«ng tr×nh. §ång thêi ®Ó dù b¸o sù biÕn ®æi ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh vµ ®Þa chÊt thñy v¨n khi x©y dùng vµ sö dông nhµ, c«ng tr×nh.  Néi dung cña c«ng t¸c kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh gåm:  Thu thËp, ph©n tÝch vµ tæng hîp nh÷ng tµi liÖu vµ sè liÖu vÒ ®iÒu kiÖn thiªn nhiªn cña vïng (®Þa ®iÓm) x©y dùng, kÓ c¶ nh÷ng tµi  liÖu, sè liÖu ®· nghiªn cøu, th¨m dß vµ kh¶o s¸t trưíc ®©y ë vïng (®Þa ®iÓm) ®ã; Gi¶i ®o¸n ¶nh chôp tõ m¸y bay (vÖ tinh);  Kh¶o s¸t kh¸i qu¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh ë hiÖn trưêng;  §o vÏ ®Þa chÊt c«ng tr×nh;  Nghiªn cøu ®Þa vËt lÝ;  Khoan ®µo th¨m dß;  LÊy mÉu ®Êt, ®¸, nưíc ®Ó thÝ nghiÖm trong phßng;  X¸c ®Þnh tÝnh chÊt c¬ lÝ cña ®Êt ®¸ b»ng thÝ nghiÖm hiÖn trưêng;  Ph©n tÝch thµnh phÇn, tÝnh chÊt c¬ lÝ cña ®Êt ®¸ vµ thµnh phÇn hãa häc cña nưíc ë trong phßng thÝ nghiÖm;  C«ng t¸c thÝ nghiÖm thÊm;  Quan tr¾c l©u dµi;  ChØnh lÝ tµi liÖu, lËp b¸o c¸o tæng kÕt c«ng t¸c kh¶o s¸t.  Møc ®é chi tiÕt, néi dung vµ khèi lưîng cña c«ng t¸c kh¶o s¸t ®Þa chÊt 15 c«ng tr×nh ®ưîc x¸c ®Þnh trªn c¬ së xem xÐt c«ng dông vµ lo¹i nhµ, c«ng tr×nh x©y dùng, giai ®o¹n thiÕt kÕ, møc ®é phøc t¹p vÒ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh cña vïng (®Þa ®iÓm) x©y dùng cã tÝnh ®Õn kÕt qu¶ ®· nghiªn cøu vÒ ®Þa chÊt c«ng tr×nh vµ ®Þa chÊt thñy v¨n ë vïng (®Þa ®iÓm) ®ã.  C«ng t¸c kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh ph¶i ®ưîc tiÕn hµnh theo giai ®o¹n, tư¬ng øng víi c¸c giai ®o¹n thiÕt kÕ nhµ vµ c«ng tr×nh theo quy ®Þnh hiÖn hµnh.  Møc ®é phøc t¹p vÒ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh cña vïng (®Þa ®iÓm) x©y dùng ®ưîc ph©n ra lµm 3 cÊp (®¬n gi¶n, trung b×nh vµ phøc t¹p) vµ phô thuéc vµo c¸c yÕu tè ®Þa h×nh, ®Þa m¹o, cÊu tróc ®Þa chÊt, chØ tiªu c¬ lÝ cña ®Êt ®¸, ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt thñy v¨n, c¸c qu¸ tr×nh vµ hiÖn tưîng ®Þa chÊt vËt lÝ bÊt lîi vµ ®ưîc x¸c ®Þnh theo phô lôc 2.  Phư¬ng ¸n kÜ thuËt kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh ph¶i b¶o ®¶m c¸c yªu cÇu ë c¸c ®iÒu 1.9; 1.12; 1.13 vµ 1.14 cña tiªu chuÈn nµy, ®ång thêi ph¶i bæ sung nh÷ng néi dung sau:  Giíi thiÖu kh¸i qu¸t vÒ ®Æc ®iÓm ®Þa h×nh - ®Þa m¹o, cÊu tróc ®Þa  chÊt, ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt thñy v¨n, c¸c qu¸ tr×nh vµ hiÖn tưîng ®Þa chÊt vËt lÝ bÊt lîi; thµnh phÇn, tr¹ng th¸i vµ tÝnh chÊt cña ®Êt ®¸ ë vïng (®Þa ®iÓm) x©y dùng. LËp luËn vÒ tØ lÖ ®o vÏ ®Þa chÊt c«ng tr×nh tuyÕn lé tr×nh kh¶o s¸t vµ hÖ thèng lÊy mÉu ®Êt ®¸ vµ nưíc dưíi ®Êt, cã tÝnh ®Õn møc ®é phøc t¹p vÒ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh cña vïng (®Þa ®iÓm) x©y dùng vµ lo¹i nhµ, c«ng tr×nh thiÕt kÕ; nh÷ng lËp luËn vÒ thêi h¹n vµ nhÞp ®é tiÕn hµnh c¸c c«ng t¸c quan tr¾c l©u dÇi;  C¸c yªu cÇu ®Æc biÖt vÒ néi dung, khèi lưîng vµ phư¬ng ph¸p tiÕn hµnh kh¶o s¸t ë n¬i ph¸t triÓn c¸c qu¸ tr×nh vµ hiÖn tưîng ®Þa chÊt vËt lÝ bÊt lîi (c¸c-t¬, trưît, ®éng ®Êt, dßng lò bïn ®¸ v.v…) còng như ph©n bè réng r·i c¸c lo¹i ®Êt cã thµnh phÇn, tr¹ng th¸i 16 vµ tÝnh chÊt ®Æc biÖt (®Êt lón ưít, ®Êt trư¬ng në, ®Êt than bïn hãa, ®Êt muèi hãa, ®Êt ®á phong hãa tõ ®¸ bazan v.v…)  C«ng t¸c thu thËp, ph©n tÝch vµ tæng hîp tµi liÖu vµ sè liÖu vÒ ®iÒu kiÖn thiªn nhiªn ®· cã cña vïng (®Þa ®iÓm) x©y dùng ph¶i ®ưîc tiÕn hµnh ®Ó lËp ®ưîc c¸c gi¶ thiÕt vÒ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh cña vïng (®Þa ®iÓm) ®ã, ®Ó x¸c ®Þnh møc ®é phøc t¹p cña ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh vµ phư¬ng ph¸p kh¶o s¸t tiÕp theo; ®ång thêi ®Ó x¸c ®Þnh néi dung c«ng t¸c cÇn thiÕt, khèi lưîng tèi ưu vµ phư¬ng ph¸p thi c«ng hîp lý nhÊt. Khi thu thËp tµi liÖu cÇn chó ý ®Õn tµi liÖu ®Æc trưng cho sù ph©n bè, ®iÒu kiÖn thÕ n»m vµ tÝnh chÊt c¬ lÝ cña nh÷ng lo¹i ®Êt cã thµnh phÇn tr¹ng th¸i vµ tÝnh chÊt ®Æc biÖt; tµi liÖu ®Æc trưng cho sù xuÊt hiÖn vµ nguyªn nh©n ph¸t triÓn c¸c qu¸ tr×nh vµ hiÖn tưîng ®Þa chÊt vËt lÝ bÊt lîi.  C«ng t¸c gi¶i ®o¸n ¶nh chôp tõ m¸y bay (vÖ tinh) vµ quan s¸t tõ m¸y bay (nÕu cã) thưêng ®ưîc thùc hiÖn trưíc khi tiÕn hµnh c¸c d¹ng c«ng t¸c kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh kh¸c. KÕt qu¶ ®¹t ®ưîc lµ mét trong nh÷ng tµi liÖu dïng ®Ó lËp s¬ ®å ®Þa chÊt c«ng tr×nh vµ s¬ ®å ph©n khu ®Þa chÊt c«ng tr×nh.  Kh¶o s¸t kh¸i qu¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh ngoµi hiÖn trưêng ®ưîc tiÕn hµnh ®Ó:  §¸nh gi¸ chÊt lưîng vµ chÝnh x¸c hãa nh÷ng tµi liÖu ®Æc trưng cho ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh cña vïng (®Þa ®iÓm) x©y dùng ®· thu thËp ®ưîc vµ ®Ó x¸c ®Þnh chÝnh x¸c c¸c phư¬ng ¸n bè trÝ diÖn tÝch x©y dùng c«ng tr×nh vµ tuyÕn bè trÝ c¸c c«ng tr×nh kÜ thuËt;  T×m hiÓu s¬ bé ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh cña c¸c phư¬ng ¸n bè trÝ nhµ, c«ng tr×nh vµ tuyÕn ®Æt c¸c c«ng tr×nh kÜ thuËt;  Thu thËp tµi liÖu ®Ó ®¸nh gi¸ s¬ bé kh¶ n¨ng ph¸t triÓn tù nhiªn cña c¸c qu¸ tr×nh ®Þa chÊt vËt lÝ vµ sù biÕn ®æi cña m«i trưêng ®Þa chÊt 17 xung quanh dưíi t¸c ®éng cña viÖc x©y dùng vµ sö dông nhµ vµ c«ng tr×nh. 7. Các sự cố thường gặp và cách khắc phục sự cố trong công tác khoan khảo sát địa chất công trình.  Vị trí hố khoan gặp phải các vật cản như cọc thép, dầm thép hình, hay kết cấu cứng… nằm sâu trong lòng đất gây ảnh hưởng đến quá trình khoan. Nếu như các vật nhỏ, nằm gần mặt đất thì có thể tiến hành lấy lên để tiếp tục khoan còn nếu nằm sâu và không lấy lên được thì sẽ phải di chuyển hố khoan.  Trong khi khoan thì cần khoan không xoay nữa hay là khoan mà không xuống được thì có thể là do gặp các tầng đá cứng hoặc là đá mồ côi. Ta có thể nâng cần khoan lên rồi tiếp tục khoan với tốc độ lớn hơn hoặc thay lưỡi khoan để khoan thủng dị vật.  Không rút được cần khoan lên sau khi khoan.  Khi khoan mà cần khoan xoay càng ngày càng chậm và không thấy mùn khoan trồi lên nữa thì phải kiểm tra lại đường ống cung cấp bentonite. 8. Một số hình trụ hố khoan COÂNG TRÌNH: NHAØ TÓNH TAÂM DOØNG THAÙNH PHAO - LO 18 ÑÒA ÑIEÅM: Soá 4 Toân Ñöùc Thaéng – Quaän 1 – P. Beán Ngheù – TP. Hoà Chí Minh 19