Bài giảng địa chất công trình- Chương 5: khảo sát địa chất công trình

CHƯƠNG 5: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CễNG TRèNH NỘI DUNG I. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG KHẢO SÁT ĐCCT II. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐCCT CHƯƠNG V. KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CễNG TRèNH MỤC I NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG KHẢO SÁT ĐCCT CHƯƠNG V. KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CễNG TRèNH I.1. NHIỆM VỤ CỦA KHẢO SÁT ĐCCT 1.1. Xác minh các điều kiện địa chất công trình của khu vực xây dựng; 1.2. Dự đoán các hiện tượng địa chất phức tạp có thể xảy ra khi thi công và khai thác công trình; 1.3. Đề xuất các biện pháp xử lý các điều kiện địa chất không thuận lợi; 1.4. Thăm dò và xử lý vật liệu xây dựng tự nhiên ở trong và gần khu vực xây dựng công trình. Điều kiện ĐCCT: là các điều kiện địa chất ảnh hưởng đến việc xây dựng công trình bao gồm: - Địa hình, địa mạo; - Cấu trúc địa chất và các tính chất xây dựng của đất đá; -Nước dưới đất (Địa chất thuỷ văn); - Các tác dụng địa chất (điều kiện địa chất động lực công trình); - Vật liệu xây dựng địa phương. MỤC I. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG KHẢO SÁT ĐCCT I.2. NỘI DUNG CỦA KHẢO SÁT ĐCCT 2.1. Thu thập và nghiên cứu các tài liệu địa chất công trình đã có, liên quan đến khu vực xây dựng; 2.2. Khảo sát địa chất công trình một cách khái quát tại thực địa (đo vẽ ĐCCT, ĐCTV, địa mạo …); 2.3. Thăm dò tại thực địa (phương pháp địa - vật lý, khoan, đào); 2.4. Thí nghiệm hiện trường và thí nghiệm trong phòng; 2.5. Nghiên cứu, đề xuất các biện pháp khả thi để khắc phục các điều kiện địa chất bất lợi có thể xảy ra trong khu vực xây dựng công trình; 2.6. Quan trắc lâu dài để chỉnh lý các tài liệu đã sử dụng trong thiết kế, thi công và khai thác công trình. MỤC I. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG KHẢO SÁT ĐCCT MỤC II CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐCCT CHƯƠNG V. KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CễNG TRèNH CÁC PHƯƠNG PHÁP THƯỜNG DÙNG TRONG KHẢO SÁT ĐCCT II.1. Phương pháp đo vẽ địa chất công trình; II.2. Phương pháp khoan, đào thăm dò; II.3. Phương pháp thăm dò địa - vật lý (điện, địa chấn, phóng xạ); II.4. Phương pháp thí nghiệm hiện trường (CPT, SPT, FVT, PMT …); II.5. Phương pháp thí nghiệm trong phòng và chỉnh lý kết quả thí nghiệm trong phòng. MỤC II. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐCCT II.1. PHƯƠNG PHÁP ĐO VẼ ĐCCT MỤC II. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐCCT Đo vẽ ĐCCT là dạng cơ bản của công tác nghiên cứu địa chất lãnh thổ trên quan điểm ĐCCT. Nó nghiên cứu và biểu thị điều kiện ĐCCT của diện tích xây dựng hay lãnh thổ nghiên cứu trên nền bản đồ địa hình. Mục đớch: Nhằm đánh giá sơ bộ điều kiện ĐCCT khu vực nghiên cứu phục vụ cho công tác qui hoạch và khai thác kinh tế lãnh thổ, thiết kế khảo sát xây dựng công trình, bảo vệ môi trường địa chất ...  Cỏch tiến hành:  Sử dụng các thiết bị kỹ thuật đơn giản kết hợp năng lực tư duy của con người để ghi nhận và phân tích điều kiện ĐCCT;  Thường tiến hành theo tuyến, qua nhiều cấu tạo địa chất, nhiều hiện tượng địa chất, nhiều vết lộ.  Phạm vi đo vẽ: Thường lớn hơn diện tích nghiên cứu một chút.  Kết quả: Thành lập các bản đồ ĐCCT, bản đồ ĐCCT chuyên môn, bản đồ phân vùng ĐCCT.  Nhược điểm: Không thể nghiên cứu, quan sát các lớp đất đá, các hiện tượng địa chất dưới sâu. PHƯƠNG PHÁP ĐO VẼ ĐCCT Đi thực địa thực hiện cụng tỏc đo vẽ ĐCCT Ưu, nhược điểm của phương phỏp  Ưu điểm:  Phương phỏp đơn giản, nhanh, thiết bị khụng phức tạp;  Kết quả chớnh xỏc trờn diện rộng.  Nhược điểm:  Khụng nghiờn cứu được dưới sõu;  Cụng tỏc triển khai thực địa phụ thuộc vào thời tiết và điều kiện tự nhiờn khu vực nghiờn cứu. II.2. PHƯƠNG PHÁP KHOAN, ĐÀO THĂM Dề MỤC II. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐCCT Công tác khoan, đào thăm dò dùng để tạo ra các vết lộ địa chất ở chiều sâu nhỏ (đào thăm dò) và ở chiều sâu lớn (khoan thăm dò). Mục đớch:  Xác định địa tầng khu vực khảo sát;  Lấy mẫu đất, đá, nước dưới đất;  Xác định mực nước ngầm trong lỗ khoan;  Phát hiện được một số hiện tượng địa chất như: cát chảy, karst;  Thực hiện một số thí nghiệm hiện trường như: SPT, FVT, PMT ...;  Phát hiện các đới phá huỷ kiến tạo, nghiên cứu lớp phong hoá, hướng phát triển của các lớp đất đá (khi tiến hành đào thăm dò). II.2. PHƯƠNG PHÁP KHOAN, ĐÀO THĂM Dề MỤC II. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐCCT  Cỏch tiến hành: Cụng tỏc đào:  Thường được tiến hành bằng các dụng cụ kỹ thuật thủ công tạo ra các hố đào, hào, giếng và hầm thăm dò. Các hố thăm dò thường là hình chữ nhật, kích thước 1,5 x 2,5m, chiều sâu vài mét, qua đó có thể thấy ranh giới giữa các lớp đất đá. Các hào thăm dò có thể chạy dài hàng chục mét, nhằm phát hiện các đới phá huỷ kiến tạo, xác định hướng phát triển của các lớp đất đá. Các giếng thăm dò có thể sâu hàng chục mét. Trong vùng không ổn định, phải chống sập lở thành bằng các vì chống bằng gỗ. Các hầm thăm dò chỉ dùng ở các sườn dốc lớn, được đào sâu vào trong khối đất đá để nghiên cứu lớp phong hoá hay tính chất của các lớp đất đá. II.2. PHƯƠNG PHÁP KHOAN, ĐÀO THĂM Dề MỤC II. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐCCT GiếngHầm ngang Hào Hố đào II.2. PHƯƠNG PHÁP KHOAN, ĐÀO THĂM Dề MỤC II. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐCCT Phương phỏp đào thăm dũ  Ưu điểm:  Thiết bị đơn giản, lao động phổ thụng;  Khụng phụ thuộc địa hỡnh;  Quan sỏt, mụ tả trực tiếp;  Kết hợp tiến hành thớ nghiệm hiện trường;  Chi phớ thấp, kinh tế. Phương phỏp đào thăm dũ  Nhược điểm:  Độ sõu khảo sỏt hạn chế;  Khụng đào được đỏ cứng;  Gặp khú khăn khi cú nước dưới đất;  Nặng nhọc, Mất nhiều thời gian. II.2. PHƯƠNG PHÁP KHOAN, ĐÀO THĂM Dề MỤC II. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐCCT  Cỏch tiến hành : Cụng tỏc khoan: Dùng các thiết bị khác nhau, khoan sâu vào lòng đất.  Tuỳ theo chiều sâu khảo sát và tính chất đất đá, có thể khoan bằng khoan tay (chiều sâu 20 - 30m, đất mềm) hoặc khoan máy (chiều sâu lớn, đá cứng). Khoan máyKhoan tay Khoan xe LẤY MẪU ĐẤT, ĐÁ  Ưu điểm:  Độ sõu thăm dũ lớn;  Cú thể khoan cỏc loại đất đỏ nào, trong điều kiện cú nước dưới đất;  Đỡ tốn sức người;  Tốc độ nhanh;  Kết hợp thớ nghiệm hiện trường. Phương phỏp khoan thăm dũ  Nhược điểm:  Thiết bị cồng kềnh;  Yờu cầu cụng nhõn kỹ thuật;  Khú tiến hành ở nơi cú địa hỡnh hiểm trở;  Việc đỏnh giỏ phụ thuộc vào khả năng lấy mẫu. Phương phỏp khoan thăm dũ II.3. THĂM DỀ ĐỊA - VẬT LÍ mục ii. các phương pháp khảo sát đcct  Cơ sở của phương phỏp : Các lớp đất đá khác nhau sẽ có những đặc trưng vật lý khác nhau khi chịu tác động của một trường vật lý nào đó (như điện, chấn động...). Mục đớch :  Xác định địa tầng khu vực khảo sát;  Xác định một số chỉ tiêu của đất đá. Ưu điểm : Có thể tiến hành từ xa, nghiên cứu tới chiều sâu lớn, thu được nhiều thông tin cùng một lúc theo các hướng khác nhau trong không gian, kết quả thí nghiệm mang tính khách quan. Tuy nhiên, phương pháp địa - vật lý không xác định được tất các các đặc trưng cơ lý của đất đá. II.3. THĂM Dề ĐỊA – VẬT Lí MỤC II. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐCCT  Cỏc phương phỏp tiến hành : Có nhiều phương pháp nhưng phổ biến nhất là phương pháp điện và địa chấn.  Phương pháp điện: Các lớp đất đá khác nhau sẽ có điện trở suất biểu kiến khác nhau, từ đó xác định được ranh giới giữa các lớp đất đá. Bố trí các điện cực Máy đo U, I Sơ đồ đo điện thẳng đứng V A BM N I UK MỤC II. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐCCT  Phương phỏp địa chấn : Các sóng đàn hồi lan truyền với vận tốc khác nhau trong các môi trường khác nhau, xác định được tốc độ sóng dọc và sóng ngang trong một lớp đất đá nào đó sẽ tính được môđun đàn hồi và hệ số poisson, từ đó xác định được ranh giới giữa các lớp đất đá. Bố trớ cỏc điểm đo Mỏy đo tốc độ súng dọc và ngang Kết quả thớ nghiệm