Tài liệu Thực tập địa chất công trình

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG VÀ CƠ HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CƠ HỌC ĐẤT - NỀN MÓNG THỰC TẬP ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH GV: ThS. LÊ PHƯƠNG BÌNH MỤC LỤC Chương 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNG TÁC KHẢO SÁT ĐCCT ........................ 1 1.1. Lời nói đầu ......................................................................................................... 1 1.2. Tổng quan về công tác khảo sát địa chất công trình .......................................... 1 1.2.1. Qui định chung ...................................................................................... 1 1.2.2. Cơ sở để lập đề cương khảo sát địa chất ............................................... 2 1.2.3. Yêu cầu kỹ thuật đối với công tác khảo sát địa chất ............................. 2 1.3. Công tác thí nghiệm ngoài hiện trường .............................................................. 3 1.3.1. Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT ........................................................ 3 1.3.2. Thí nghiệm xuyên tĩnh .......................................................................... 4 1.3.3. Thí nghiệm cắt cánh .............................................................................. 4 1.3.4. Thí nghiệm ép nước trong hố khoan: .................................................... 4 1.4. Công tác thí nghiệm trong phòng thí nghiệm .................................................... 4 Chương 2. KHOAN KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ........................... 5 2.1. Các bước chính của công tác khoan khảo sát địa chất công trình...................... 5 2.2. Nghiên cứu lịch sử tạo thành địa chất khu vực .................................................. 5 2.3. Lập đề cương cho việc khoan khảo sát địa chất................................................. 5 2.3.1. Bố trí các điểm khảo sát ........................................................................ 5 2.3.2. Xác định chiều sâu khảo sát .................................................................. 6 2.4. Phương pháp khoan khảo sát địa chất công trình .............................................. 8 2.4.1. Phương pháp khoan tay ......................................................................... 8 2.4.2. Phương pháp khoan rửa bằng máy........................................................ 9 2.5. Thiết bị khoan và nguyên tắc hoạt động ............................................................ 9 2.5.1. Thiết bị khoan ....................................................................................... 9 2.5.1.1. Máy khoan XY-1 .................................................................. 10 2.5.1.2. Tháp khoan ............................................................................ 10 2.5.1.3. Cần khoan ............................................................................. 11 2.5.1.4. Mũi khoan ............................................................................. 11 2.5.1.5. Thiết bị lấy mẫu .................................................................... 12 2.5.1.6. Dụng cụ tháo lắp, nâng hạ cần khoan ................................... 14 2.5..2 Nguyên tắc hoạt đông ......................................................................... 15 2.6. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu .......................................................... 16 2.6.1. Phương pháp lấy mẫu.......................................................................... 16 2.6.2. Phương pháp bảo quản mẫu ................................................................ 16 2.7. Công tác ghi chép hố khoan ............................................................................. 17 2.8. Tổng kết qui trình một hiệp khoan ................................................................... 18 Chương 3. CÔNG TÁC THÍ NGHIỆM NGOÀI HIỆN TRƯỜNG .................. 19 3.1. Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩt SPT .................................................................... 19 3.1.1. Thiết bị thí nghiệm .............................................................................. 19 3.1.2. Tiến hành thí nghiệm .......................................................................... 20 3.1.3. Chỉnh lý kết quả .................................................................................. 21 3.1.4. Ứng dụng các kết quả thí nghiệm SPT ............................................... 21 3.2. Thí nghiệm xuyên tĩnh ..................................................................................... 23 3.2.1. Những vấn đề chung ........................................................................... 23 3.2.2. Nguyên lý thí nghiệm.......................................................................... 24 3.2.3. Thiết bị thí nghiệm .............................................................................. 24 3.2.4. Tiến hành thí nghiệm .......................................................................... 26 3.2.5. Xử lý và trình bày kết quả ................................................................... 26 Chương 4. CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM TRONG PTN .................... 28 4.1. Xác định dung trọng của đất trong phòng thí nghiệm...................................... 28 4.2. Xác định độ ẩm của đất ................................................................................... 28 4.3. Xác định giới hạn Atterberg của đất ............................................................... 28 4.4. Xác định thành phần hạt của đất ..................................................................... 28 4.5. Xác định sức chống cắt của đất ....................................................................... 28 4.6. Xác định tính nén lún của đất ........................................................................... 28 4.7. Xác định độ chặt tiêu chuẩn của đất................................................................. 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 29 Thực Tập Địa Chất Công Trình ThS. Lê Phương Bình CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNG TÁC KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 1.1. Lời nói đầu: Cùng với nhịp độ tăng trưởng của kinh tế cả nước và sự phát triển nhảy vọt của nền khoa học kỹ thuật, công tác xây dựng cơ bản đã và đang ngày càng phát triển mạnh mẽ cả về số lượng lẫn qui mô công trình. Những công trình lớn, hiện đại, được xây dựng ở khắp mọi nơi, trên mọi miền đất nước đã làm thay đổi đáng kể bộ mặt của ngành xây dựng nước ta. Tự hào là thế, xong bên cạnh những niềm tự hào đó cũng tồn tại không ít những đau thương, mất mát do các sự cố công trình gây ra, gây thiệt hại lớn về người và của cho đất nước ta. Nguyên nhân của các sự cố này một phần lớn là do chúng ta chưa có cái nhìn đúng đắn về bản chất và những biến đổi có thể diễn ra của đất nền dưới tác động của các công trình xây dựng, đặc biệt là những công trình được xây dựng trên nền đất yếu như tại các tỉnh miền Tây Nam Bộ. Để giảm thiểu những sự cố đáng tiếc có thể xảy ra, để tránh những nhận định sai lầm về bản chất của đất nền nơi xây dựng công trình, công tác khảo sát hiện trường ngày càng được coi trọng. Các báo cáo về kết quả khảo sát hiện trường đóng vai trò rất quan trọng trong công tác thiết kế và thi công xây dựng công trình. 1.2. Tổng quan về công tác khảo sát địa chất công trình: 1.2.1. Qui định chung: Khảo sát địa chất công trình tại địa điểm xây dựng là bước chuẩn bị rất cần thiết cho việc thiết kế và thi công xây dựng công trình. Không một công trình nào không cần đến công tác khảo sát địa chất dù là công trình có qui mô lớn hay nhỏ. Tùy theo qui mô công trình và đặc điểm tại vị trí xây dựng như: địa hình, địa chất thổ nhưỡng, điều kiện khí hậu tự nhiên,…..sẽ có nhiệm vụ khảo sát tương ứng. Thông thường công tác khảo sát địa chất thường được triển khai và hoàn thành trước giai đoạn thiết kế, thi công xây dựng công trình. Tuy nhiên một số trường hợp công tác khảo sát có thể được tiến hành song song với giai đoạn thi công xây dựng công trình. Nhiệm vụ khảo sát địa chất (KSĐC) cho thiết kế, thi công nền móng công trình do nhà thầu tư vấn thiết kế lập, chủ đầu tư phê duyệt. Đề cương KSĐC được Lưu hành nội bộ Trang: 1 Thực Tập Địa Chất Công Trình ThS. Lê Phương Bình nhà thầu khảo sát soạn thảo dựa trên nhiệm vụ khảo sát địa chất và được chủ đầu tư phê duyệt. Công tác KSĐC cho nhà cao tầng được thực hiện theo các giai đoạn tương ứng với các giai đoạn thiết kế: KSĐC giai đoạn trước thiết kế cơ sở, KSĐC giai đoạn thiết kế cơ sở, KSĐC giai đoạn thiết kế kỹ thuật và KSĐC giai đoạn thiết kế bản vẽ thi công. Khi vị trí xây dựng đã được xác định thì có thể bỏ qua giai đoạn khảo sát trước thiết kế cơ sở. 1.2.2. Cơ sở để lập đề cương khảo sát địa chất: Các tài liệu liên quan đến khu vực dự kiến xây dựng: cấu trúc địa chất, địa hình, địa mạo, địa chất thủy văn, các vấn đề về đông lực học công trình, tính chất cơ lý của đất đá. Nhiệm vụ khảo sát địa chất, các số liệu liên quan đến đặc điểm công trình như mặt bằng, kết cấu, công năng sử dụng. 1.2.3. Yêu cầu kỹ thuật đối với công tác khảo sát địa chất: Khảo sát địa chất giai đoạn trước thiết kế cơ sở: Kết quả khảo sát ở giai đoạn này dùng làm cơ sở cho quy hoạch và lập phương án cho giai đoạn khảo sát tiếp theo. Trong giai đoạn này cần làm rõ các vấn đề sau: Đánh giá sơ bộ các yếu tố điều kiện địa chất công trình Khả năng bố trí một cách hợp lý các công trình xây dựng Các loại móng có khả năng sử dụng cho công trình. Phương pháp KSĐC giai đoạn trước thiết kế cơ sở: Thu thập, phân tích, tổng hợp các tài liệu đã có liên quan đến khu vực xây dựng. Khảo sát địa chất giai đoạn thiết kế cơ sở: Mục tiêu KSĐC của giai đoạn thiết kế cơ sở là cung cấp số liệu về địa tầng, cấu trúc địa tầng, tính chất cơ lý của đất đá, nước dưới đất, làm cơ sở cho việc lập luận chứng và kiến nghị các phương án móng thích hợp. Trong giai đoạn này cần làm rõ các vấn đề sau: Xác định sự phân bố của các lớp đất đá theo diện và chiều sâu Xác định đặc tính cơ lý của các lớp đất, mực nước ngầm và đánh giá sơ bộ về khả năng ăn mòn của nước đối với nền móng công trình. Lưu hành nội bộ Trang: 2 Thực Tập Địa Chất Công Trình ThS. Lê Phương Bình Đánh giá sơ bộ khả năng chịu tải, tính nén lún của các lớp đất đá. Đánh giá sơ bộ các hiện tượng địa chất bất lợi ảnh hưởng đến công tác thi công hố đào sâu và kiến nghị các phương án chống đỡ. Phương pháp KSĐC giai đoạn thiết kế cơ sở: Khoan kết hợp thí nghiệm SPT, lấy mẫu để mô tả đất và phân tầng địa chất. Thí nghiệm xuyên tĩnh được tiến hành xen kẽ giữa các hố khoan nhằm xác định sự biến đổi tổng quát bề dày của các lớp đất và độ cứng của chúng. Phân tích hóa học một số mẫu nước đặc trưng. Khảo sát địa chất giai đoạn thiết kế kỹ thuật: Mục đích KSĐC giai đoạn thiết kế kỹ thuật là cung cấp đầy đủ và chi tiết về số liệu cấu trúc địa chất, các chỉ tiêu cơ lý của đất đá, nước dưới đất để tính toán thiết kế nền móng công trình. Trong giai đoạn này cần làm sáng tỏ các vấn đề sau: Phân chia chi tiết các lớp đất đá. Đặc điểm của địa chất thủy văn Các hiện tượng bất lợi của địa chất đối với việc xây dựng công trình. Phân tích thành phần hóa học của các mẫu nước để đánh giá khả năng ăn mòn bê tông và bê tông cốt thép. Phương pháp KSĐC giai đoạn thiết kế kỹ thuật:: Khoan kết hợp thí nghiệm SPT, lấy mẫu để mô tả đất và phân tầng địa chất. Thí nghiệm xuyên tĩnh để cung cấp số liệu cho thiết kế móng cọc. Quan trắc nước dưới đất để xác định chế độ biến đổi của mực nước tĩnh, đo áp lực nước theo chiều sâu. 1.3. Công tác thí nghiệm ngoài hiện trường: 1.3.1. Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT: Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT là thí nghiệm xuyên động được thực hiện trong hố khoan, được dùng làm cơ sở để phân chia các lớp đất đá, xác định độ chặt của đất loại cát, trạng thái của đất loại sét, xác định vị trí lớp đất đặt mũi cọc, tính toán khả năng chịu tải của cọc, cũng như thiết kế móng nông,… Lưu hành nội bộ Trang: 3 Thực Tập Địa Chất Công Trình ThS. Lê Phương Bình Thí nghiệm này dùng để xác định chiều sâu dừng khảo sát, đánh giá khả năng hóa lỏng của đất loại cát bão hòa nước, 1.3.2. Thí nghiệm xuyên tĩnh: Thí nghiệm xuyên tĩnh có thể được thực hiện để làm rõ tính đồng nhất của địa tầng, đặc tính biến dạng và sức chịu tải của đất nền, dự tính sức chịu tải của cọc đơn,… Thí nghiệm này được thực hiện trong lớp đất dính và đất rời không chứa cuội sỏi. Mục đích của thí nghiệm này là để cung cấp thêm thông tin để thiết kế và thi công các phần ngầm có độ sâu không lớn. 1.3.3. Thí nghiệm cắt cánh: Thí nghiệm cắt cánh được thực hiện trong các lớp đất có trạng thái từ dẻo mềm đến chảy trong hố khoan để xác định sức kháng cắt không thoát nước của đất, nhằm cung cấp thêm các thông tin phục vụ cho việc thiết kế và thi công các công trình ngầm có độ sâu không lớn. 1.3.4. Thí nghiệm ép nước trong hố khoan: Thí nghiệm ép nước trong hố khoan dùng để xác định tính thấm nước, khả năng hấp thụ nước của đá gốc nứt nẻ. Bản chất của phương pháp thí nghiệm là cách ly từng đoạn hố khoan bằng các nút chuyên dụng, sau đó ép nước vào các đoạn đất đá được cách ly với các chế độ áp lực định trước. 1.4. Công tác thí nghiệm trong phòng thí nghiệm: Các thí nghiệm được tiến hành trong phòng thí nghiệm thường gồm: - Thí nghiệm xác định dung trọng của đất bằng phương pháp dao vòng - Thí nghiệm xác định độ ẩm của đất. - Thí nghiệm xác định giới hạn nhão của đất bằng phương pháp Cassagrande. - Thí nghiệm xác định giới hạn dẻo của đất bằng phương pháp lăn. - Thí nghiệm xác định thành phần hạt của đất bằng phương pháp rây kết hợp với phương pháp tỷ trọng kế. - Thí nghiệm xác định sức chống cắt của đất bằng thí nghiệm cắt trực tiếp. - Thí nghiệm xác định tính nén lún của đất bằng thí nghiệm nén một trục không nở hông. - Thí nghiệm xác định độ chặt tiêu chuẩn của đất. Lưu hành nội bộ Trang: 4 Thực Tập Địa Chất Công Trình ThS. Lê Phương Bình CHƯƠNG 2 KHOAN KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 2.1. Các bước chính của công tác khoan khảo sát địa chất công trình : - Nghiên cứu lịch sử tạo thành địa chất khu vực. - Tìm hiểu kinh nghiệm xây dựng nền móng tại địa điểm xây dựng. - Lập đề cương cho việc khoan khảo sát địa chất công trình. - Tiến hành khoan khảo sát theo đề cương đã đề ra. - Thu thập số liệu, lập báo cáo kết quả khảo sát. - Kiến nghị và đề ra phương án nền móng hợp lý. 2.2. Nghiên cứu lịch sử tạo thành địa chất khu vực: Trước khi thiết kế xây dựng công trình cần thiết phải tìm hiểu, nghiên cứu lịch sử tạo thành địa chất tại địa điểm xây dựng. Thông qua bản đồ địa chất và bản đồ địa hình khu vực có thể biết được lịch sử tạo thành địa chất tại địa điểm sẽ xây dựng công trình. Cũng có thể tham khảo tài liệu khảo sát địa chất của những công trình lân cận đã xây dựng trước. - Nếu địa điểm xây dựng ở đồng bằng, thì xem mảnh đất này là bồi tích hay trầm tích. Nếu là bồi tích thì thường gặp đất yếu. Nếu là trầm tích thì khả năng gặp đất tốt nhiều hơn. - Nếu địa điểm xây dựng ở trong thành phố thì cần tìm hiểu về sự hình thành của mảnh đất tại khu vực sẽ xây dựng công trình. Có thể là đất lấp ao hồ hoặc đất lấp các bãi rác. Như vậy chắc chắc là đất yếu. Như vậy việc tìm hiểu, nghiên cứu lịch sử tạo thành địa chất tại địa điểm sẽ xây dựng là rất cần thiết cho việc lập đề cương khảo sát cho công trình. 2.3. Tìm hiểu kinh nghiệm xây dựng nền móng tại địa điểm xây dựng : Việc tìm hiểu kinh nghiệm thiết kế và thi công nền móng của các công trình xây dựng xung quanh đã xây dựng trước là rất cần thiết. Nếu có được tài liệu khảo sát địa chất và tài liệu thiết kế nền móng của những công trình cũ gần đó đã xây dựng trước để tham khảo thì rất tốt. Biết được sơ bộ tình hình địa chất tại địa điểm sẽ xây dựng công trình sẽ giúp cho việc lập đề cương khảo sát được khoa học, đầy đủ và kinh tế. Lưu hành nội bộ Trang: 5 Thực Tập Địa Chất Công Trình ThS. Lê Phương Bình 2.4. Lập đề cương cho việc khoan khảo sát địa chất công trình : 2.4.1. Bố trí các điểm khảo sát: Tùy thuộc vào qui mô, tầm quan trọng của công trình và điệu kiện địa chất khu vực mà lựa chọn khoảng cách hợp lý giữa các hố khoan. Các điểm khảo sát được bố trí theo chu vi móng và trong phạm vi xây dựng công trình. Có thể tham khảo cách bố trí các điểm khảo sát như hình bên dưới: Hình 2.1. Mặt bằng bố trí các điểm khảo sát Hố khoan thăm dò chỉ lấy mẫu đất để xem, mẫu không nguyên dạng, chủ yếu để xác định cấu tạo địa tầng. Hố khoan kỹ thuật mục đích lấy mẫu nguyên dạng để làm thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất. Hố xuyên có thể dùng xuyên tĩnh (CPT) hoặc xuyên tiêu chuẩn (SPT) để xác định sức kháng đầu mũi xuyên tĩnh qc , ma sát thành fc, và chỉ số SPT của đất. Theo phụ lục C tiêu chuẩn 194 – 2006 (Nhà Cao Tầng – Công Tác Khảo Sát Địa Kỹ Thuật) về bố trí mạng lưới thăm dò ở giai đoạn khảo sát cho thiết kế kỹ thuật. Đối với điều kiện địa chất phức tạp, công trình quan trọng và nhạy cảm với độ lún, lún lệch thì khoảng cách khoan thông thường từ 20-30m. Đối với điều kiện địa chất trung bình, công trình khá quan trọng, khá nhạy cảm với lún không đều thì khoảng cách khoan thông thường từ 30-50m. Lưu hành nội bộ Trang: 6 Thực Tập Địa Chất Công Trình ThS. Lê Phương Bình Đối với điều kiện địa chất đơn giản, công trình loại bình thường thì khoảng cách khoan thông thường từ 50-75m. 2.4.2. Xác định chiều sâu khảo sát: Chiều sâu khảo sát ( chiều sâu hố khoan, hố xuyên,…) phải lớn hơn vùng chịu nén cực hạn Ha dưới móng 2m. Vùng chịu nén cực hạn kết thúc khi có σ z ≤ 0.2σ bt Trong đó: σz: ứng suất nén do tải trọng công trình gây nên σbt: ứng suất nén do trọng lượng bản thân của các lớp đất gây nên a. Đối với móng nông (móng đơn, móng băng, móng bè) Chiều sâu hố khoan và chiều sâu hố xuyên được xác định như sau: hk = hx = hm + H a + 2m Hình 2.2. Chiều sâu khoan khảo sát đối với móng nông Trong đó: hk: Chiều sâu hố khoan hx: Chiều sâu hố xuyên hm: Chiều sâu chôn móng Ha: Chiều sâu vùng nén cực hạn Đối với móng bè, móng băng giao nhau thì vùng chịu nén cực hạn Ha có thể được xác định như sau: o Nếu nền đất dưới móng là đất sét thì Ha = 9m+0.15B o Nếu nền đất dưới móng là đất cát thì Ha = 7m+0.15B Lưu hành nội bộ Trang: 7 Thực Tập Địa Chất Công Trình ThS. Lê Phương Bình Trong đó: B là bề rộng của móng bè hoặc chiều rộng của toàn bộ diện tích móng băng giao nhau. b. Đối với móng sâu (móng cọc ép, cọc đóng, cọc khoan nhồi) Chiều sâu hố khoan và chiều sâu hố xuyên được xác định như sau: hk = hx = hm + Lc + H a + 2m Trong đó: hk: Chiều sâu hố khoan hx: Chiều sâu hố xuyên hm: Chiều sâu chôn móng Lc: Chiều dài cọc cắm trong đất Ha: Chiều sâu vùng nén cực hạn Hình 2.3. Chiều sâu khoan khảo sát đối với móng cọc Nếu khảo sát bằng xuyên tiêu chuẩn SPT thì chiều sâu khảo sát chỉ được kết thúc khi: o N > 50 và khảo sát tiếp 7.5m nữa đối với nhà 10 tầng hoặc thấp hơn o N > 100 và khảo sát tiếp 7.5m nữa đối với nhà cao hơn 10 tầng Trong mọi trường hợp phải tìm được tầng đất tốt để tựa đầu cọc, sau khi tìm được tầng đất tốt rồi còn phải khảo sát them 7.5m nửa rồi mới được kết thúc. Có như vậy Lưu hành nội bộ Trang: 8 Thực Tập Địa Chất Công Trình ThS. Lê Phương Bình mới có thể tính được sức chịu tải của cọc, tính được độ lún của cọc và đảm bảo cho công trình ổn định. 2.5. Phương pháp khoan khảo sát địa chất công trình : 2.5.1. Phương pháp khoan tay: Khoan tay là một dụng cụ làm việc bằng tay đơn giản dùng để khoan vào tầng đất mềm tới độ sâu lớn nhất là 5m ÷ 6m. Hình 2.4: Dụng cụ khoan tay 2.5.2. Phương pháp khoan rửa bằng máy : Khoan rửa bằng máy có thể áp dụng cho mọi loại đất đá và ở những độ sâu khác nhau, do đó được áp dụng rộng rãi trong công tác khoan khảo sát địa chất công trình. Hình 2.5. Máy khoan xoay XY-1 2.6. Thiết bị khoan và nguyên tắc hoạt động: 2.6.1. Thiết bị khoan: Lưu hành nội bộ Trang: 9 Thực Tập Địa Chất Công Trình - Máy khoan xoay . - Tháp khoan . - Cần khoan . - Mũi khoan . - Thiết bị lấy mẫu . - Dụng cụ tháo lắp, nâng hạ cần khoan, mũi khoan: ThS. Lê Phương Bình 2.6.1.1. Máy khoan XY-1: o Khả năng khoan: Chiều sâu khoan 100m Đường kính lỗ khoan lớn nhất ban đầu 110mm Đường kính lỗ khoan sau cùng 75mm Đường kính ống khoan 42mm Kích thước LxWxH):1640x1030x1440mm Trọng lượng : 500kg o Khớp quay: Tốc độ trục quay (3 tốc độ): 142, 285, 570 vòng/phút Chiều dài trục quay: 450mm Lực khoan xuống tối đa: 15KN Khả năng nâng lên tối đa: 25KN Tốc độ nâng lên không có tải trọng: 3m/phút o Khả năng tời lên Khả năng nâng lên tối đa (một tốc độ, cáp đơn): 10KN o Máy bơm nước Kiểu: hình trụ đơn nằm ngang Động cơ điện: 77 lít/phút Động cơ Diesel: 95 lít/phút Áp suất tối đa: 1,2Mpa Áp suất làm việc: 0,7Mpa o Công suất Công suất của động cơ diesel: 8,8KW Tốc độ quay: 1800 vòng/phút Công suất của động cơ điện: 7,5KW Lưu hành nội bộ Trang: 10 Thực Tập Địa Chất Công Trình ThS. Lê Phương Bình Tốc độ quay: 1440 vòng/phút 2.6.1.2. Tháp khoan: Cấu tạo gồm 3 chân bằng thép cao khoảng 7m - 8m, dùng để giữ ròng rọc, dây cáp và tời dùng để nâng hạ dụng cụ . Hình 2.6. Tháp khoan 2.6.1.3. Cần khoan: Cần khoan là những ống thép rỗng, hai đầu có ren để nối vào nhau và nối vào mũi khoan khi tháo lắp. Cần khoan có nhiều loại với chiều dài khác nhau. Hình 2.7. Cần khoan Lưu hành nội bộ Trang: 11 Thực Tập Địa Chất Công Trình ThS. Lê Phương Bình 2.6.1.4. Mũi khoan: Có nhiều loại mũi khoan được sử dụng vào các loại địa chất khoan khác nhau. Hình 2.8. Mũi khoan 2.6.1.5. Thiết bị lấy mẫu: a. Dụng cụ lấy mẫu bữa đôi : Thường dùng để lấy các mẫu không nguyên dạng. Thông thường, dụng cụ này có kích thước :dài 457mm (18 in) và 610mm (24 in) với đường kính trong thay đổi từ 38.1mm (1.5 in) đến 89mm (3.5 in) Lưu hành nội bộ Trang: 12 Thực Tập Địa Chất Công Trình ThS. Lê Phương Bình Chiều dài 457mm và 610mm Đường kính trong 38.1mm ÷ 89mm Hình 2.9. Dụng cụ lấy mẫu bữa đôi b. Dụng cụ lấy mẫu thành mỏng (thin wall sampler): Thường được dùng để lấy mẫu nguyên dạng. Kích thước dụng cụ thường dùng : đường kính ngoài 76mm (3.071 in) và đường kính trong là 73mm (2.875 in) có chiều dài 900mm. Loại dụng cụ này có đường kính ngoài thay đổi từ 51mm đến 76mm và chiều dài thay đổi từ 700mm đến 900mm (như hình dưới đây). Xem chi tiết AASHTO T207 và ASTM D 1587. Hình 2.10. Dụng cụ lấy mẫu thành mỏng c. Dụng cụ lấy mẫu pittông (piston sampler): Với đất sét và bụi bồi tích rất yếu có thể dùng dụng cụ lấy mẫu pittông, gồm có một ống thành mỏng trong có pittông Lưu hành nội bộ Trang: 13 Thực Tập Địa Chất Công Trình ThS. Lê Phương Bình Hình 2.11. Dụng cụ lấy mẫu pittông Dụng cụ lấy mẫu được gắn vào đầu dưới của một cần khoan rỗng, một cần khoan bên trong đi qua suốt cần rỗng để điều hành pittông. Bắt đầu bằng việc hạ dụng cụ lấy mẫu xuống đáy lỗ khoan với pittông được chốt ở vị trí dưới Pittông có đệm để ngăn nước và mảnh vụn khỏi chui vào ống. Khi pittông được hạ ép vào đất tại đáy hố, tiến hành tháo chốt và ống được đóng vào đất cho đủ chiếu dài hành trình của pittông. Pittông bây giờ được chốt lại tại đỉnh ống và toàn bộ được kéo lên mặt đất, mũ ống mẫu và pittông được tháo ra, lấy đất đi bọc kín. 2.6.1.6. Dụng cụ tháo lắp, nâng hạ cần khoan, mũi khoan: - Kềm đuôi cá (a) - Kẹp quay cần (b) - Kềm xích (c) - Cán ô (d) - Kềm bản lề (e) - Mỏ lết răng (g) Lưu hành nội bộ Trang: 14 Thực Tập Địa Chất Công Trình ThS. Lê Phương Bình Hình 2.12. Dụng cụ tháo lắp 2.6.2. Nguyên tắc hoạt động: Lưu hành nội bộ Trang: 15 Thực Tập Địa Chất Công Trình ThS. Lê Phương Bình 2.7. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu: 2.7.1. Phương pháp lấy mẫu: a. Mẫu nguyên dạng ( Undisturbed sample): Là mẫu có kết cấu, độ ẩm và trạng thái giống như đất đá ở trạng thái tự nhiên. Để tiến hành lấy mẫu nguyên dạng ta sử dụng thiết bị lấy mẫu thành mỏng. Sau khi khoan đến độ sâu cần lấy mẫu thì ta tiến hành theo các bước sau: Làm sạch đáy hố khoan bằng áp lực nước. Thay mũi khoan bằng thiết bị lấy mẫu thành mỏng. Hạ ống lấy mẫu xuống đến đáy hố khoan và tiến hành lấy mẫu . Nâng lên và tháo ống lấy mẫu ra khỏi cần khoan. Bảo dưỡng mẫu . b. Mẫu không nguyên dạng (Disturbed sample): Là mẫu có kết cấu và độ ẩm của đất không còn giữ được trạng thái như ban đầu. Để tiến hành lấy mẫu không nguyên dạng ta có thể sử dụng thiết bị lấy mẫu bữa đôi hoặc lấy mẫu bằng phương pháp chụp mẫu… 2.7.2. Bảo quản mẫu đất: Lưu hành nội bộ Trang: 16 Thực Tập Địa Chất Công Trình ThS. Lê Phương Bình Mẫu đất nguyên dạng sau khi được lấy lên khỏi miệng hố khoan thì cần sử lý theo trình tự sau: Dùng que gạt bỏ một phần đất ở hai đầu ống lấy mẫu một đoạn khoảng 10mm. Đổ parafin nóng chảy lên phần đất gọt bỏ ở hai đầu ống để giữ nguyên độ ẩm của mẫu đất. Mang mẫu đất vào nơi thoáng mát tránh ánh nắng trực tiếp từ mặt trời. Mẫu đất nguyên dạng cần đưa về phòng thí nghiệm càng sớm càng tốt để tiến hành các thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất. Hình 2.13. Công tác bảo quản mẫu 2.8. Công tác ghi chép hố khoan: Để nắm được chắc chắn tình hình địa chất trong hố khoan, vấn đề theo dõi ghi chép là rất quan trọng. Công việc ghi chép cụ thể như sau: 1. Tên công trình 2. Số hiệu mẫu đất 3. Độ sâu lấy mẫu 4. Mô tả mẫu đất : Khi mô tả cần chú ý những điều sau: - Về màu sắc : cần nêu màu sắc chủ yếu có tính chất đại biểu lên trước, tiếp theo là các màu phụ của đất thường dùng từ (loang, vân, điểm, phớt). Ví dụ : đỏ loang vàng, xám vân xanh, đỏ phớt vàng… Lưu hành nội bộ Trang: 17