Hoạt động khảo sát địa chất công trình

Khảo sát địa chất công trình là gì?

Khảo sát địa chất công trình là công tác nghiên cứu, đánh giá điều kiện địa chất công trình tại vị trí cần  xây dựng công trình nhằm mục đích xác định tính chất cơ lý của các lớp đất, cấu trúc nền đất, điều kiện nước dưới đất và các hiện tượng  địa chất có thể xảy ra,…để phục vụ cho công tác thi công, thiết kế và xây dựng công trình, xử lý và đưa ra biện pháp phù hợp cho nền móng công trình….

Khảo sát địa chất công trình khi nào?

Khảo sát địa chất công trình rất quan trọng trong công tác thiết kế và thi công xây dựng nền móng công trình, công tác khảo sát này phải được thực hiện trước khi tiến hành thiết và thi công công trình đặc biệt là đối với những có điều kiện địa chất công trình phức tạp và lớp đất yếu có bề dày lớn hay đối với các công trình ngầm.
Đối vời công trình 3 tầng trở lên và có diện tích sàn >250m2 thì cần phải khoan khảo sát địa chất.

Khảo sát địa chất công trình ở đâu?

Khảo sát địa chất được thực hiện trên khu vực đất xây dựng công trình, tại nơi dự kiến xây dựng các công trình quan trọng, nơi đặt móng nhà đặc biệt là đối với các công trình nhà cao tầng lớn,…

Tại sao phải khảo sát địa chất?

• Xác minh các điều kiện địa chất công trình của khu vực xây dựng
• Dự đoán các hiện tượng địa chất phức tạp có thể xảy ra khi thi công và khai thác công trình
• Đề xuất các biện pháp sử lý, các điều kiện địa chất không thuận lợi
• Thăm dò và xử lý vật liệu xây dựng tự nhiên ở trong và gần khu vực xây dựng công trình

Nội dung của khảo sát địa chất

Làm rõ các điều kiện địa chất của khu vực dự kiến xây dựng công trình
Dự đoán các hiện tượng địa chất có thể xảy ra trong quá trình thi công, khai thác sử dụng công trình
Đề xuất các biện pháp xử lý các điều kiện địa chất công trình không có lợi

Để hoàn thành các nhiệm vụ trên, nội dung khảo sát địa chất công trình bao gồm:

• Thu thập và nghiên cứu các tài liệu địa chất công trình và các tài liệu có liên quan về khu vực dự kiến khảo sát
• Tiến hành khảo sát địa chất ở thực địa bao gồm: đo vẽ bản đồ địa chất công trình, địa chất tủy văn, địa mạo – tân kiến tạo…. nhằm giải quyết các vấn đề địa chất nhanh chóng.
• Từ cơ sở đo vẽ bản đồ, tiến hành thăm dò để giải quyết về định tính, định lượng những vấn đề mà trong giai đoạn đo vẽ còn tồn tại.
• Tiến hành thí nghiệm các đặc tính cơ lý của đất đá để làm nền công trình – vật liệu xây dựng
• Nghiên cứu các vấn đề khác để làm cơ sở cho việc khắc phục các điều kiện địa chất không thuận lợi như:
• Trong quá trình khai thác, sử dụng công trình còn có thể tiến hành công tác quan trắc để chỉnh lý các tài liệu địa chất đã sử dụng trong quá trình thiết kế, thi công công trình

Quy trình khoan khảo sát địa chất

Nhà thiết kế hoặc chủ công trình cung cấp các thông tin về công trình xây dựng:

Diện tích khuôn viên, quy mô, kết cấu, tải trọng công trình, giải pháp móng dự kiến cho bộ phận khảo sát đại chất công trình. Bộ phận khảo sát kết hợp với nhà thiết kế hoặc chủ công trình xác định khối lượng, vị trí và chiều sâu thăm dò.

Chủ đầu tư và nhà thầu khảo sát tiến hành định vị vị trí khoan thăm dò địa chất.

Tiến hành khoan thăm dò, lấy mẫu đất đá tại vị trí đã xác định, bảo quản và vận chuyển mẫu về phòng thí nghiệm.

Tiến hành phân tích, thí nghiệm mẫu trong phòng thí nghiệm, xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất trong phòng.

Lập báo cáo khoan khảo sát địa chất, đề xuất một số vẫn đề liên quan như kiến nghị phương án móng, kiến nghị chiều sâu đặt móng công trình và lưu ý khi đặt móng.

Cung cấp xác số liệu cần thiết cho nhà thiết kế để tính toán, lựa chọn giải pháp móng phù hợp với điều kiện địa chất công trình nhằm đảm bảo ổn định công trình và đạt hiệu quả kinh tế.

Các nội dung chính của công tác khảo sát địa chất bao gồm:

Khoan khảo sát hiện trường

Là công tác nghiên cứu, đánh giá điều kiện địa chất công trình tại địa điểm
xây dựng nhằm xác định cấu trúc nền đất, tính chất cơ lý của các lớp đất nền,
điều kiện nước dưới đất và các hiện tượng địa chất công trình,… nhằm phục vụ
cho công tác quy hoạch, thiết kế và xử lý nền móng…. Các dạng công tác chính
trong khảo sát địa chất công trình bao gồm: khoan, đào, xuyên tĩnh, xuyên động,
địa vật lý, nén tĩnh, nén ngang, cắt cánh,…

Lấy mẫu đất

Mẫu đất được lấy trong các lỗ khoan với tần suất trung bình 2m/ 1mẫu theo ASTM D1587-00.

Mẫu đất nguyên dạng được lấy bằng dụng cụ ống lấy mẫu chuyên dụng theo tiêu chuẩn ASTM D1587.
Sau khi mẫu được lấy lên từ hố khoan, mẫu được mô tả sơ bộ, đổ paraffin vào hai đầu ống mẫu, dán nhãn cẩn thận, bảo quản trong các thùng đựng mẫu có kích thước 120x50x30cm, lót mẫu bằng rơm rạ hoặc vải, để nơi thoáng mát và nhanh chóng vận chuyển về phòng thí nghiệm. Thời gian bảo quản ngoài công trường không quá 48 giờ kể từ lúc lấy mẫu lên.
Nội dung ghi trên nhãn mẫu bao gồm: tên công trình, số hiệu lỗ khoan, độ sâu lấy mẫu, ngày lấy mẫu và mô tả sơ bộ tên đất, màu sắc, trạng thái và thông tin khác.

Mẫu không nguyên dạng: mẫu xáo động được lấy bằng ống xuyên của dụng cụ thí nghiệm SPT, được tiến hành trong trường hợp gặp địa tầng phức tạp,
không thể tiến hành lấy mẫu nguyên dạng được. Mẫu đất không nguyên dạng
được áp dụng để lấy mẫu đất rời
Mẫu lấy lên được bảo quản trong các túi nilong, buộc chặt, gián nhãn bên ngoài và lưu trữ trong các hộp đựng mẫu.
Công tác mở mẫu được tiến hành bằng thiết bị đẩy mẫu với đường kính gần bằng đường kính trong của ống mẫu. Mẫu đất được đẩy ra với vận tốc cố định.

Thí nghiệm hiện trường khảo sát địa chất

Trong nhiều trường hợp không thể lấy mẫu nguyên dạng đối với mẫu đất sét yếu trạng thái chảy, đất cát hạt nhỏ bão hòa nước. Do đó để thu thập những số liệu tin cậy hơn, phản ánh tính chất xây dựng của nền đất trong trạng thái tự nhiên của nó ta tiến hành các thí nghiệm hiện trường như: thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (thiết bị đơn giản, thao tác, ghi chép và xử lý kết quả dễ dàng, dùng cho nhiều loại nền đất, kết hợp lấy mẫu đất và có khả năng thí nghiệm ở độ sâu lớn hơn thí nghiệm xuyên tĩnh, giảm khối lượng mẫu thí nghiệm trong phòng tại các lỗ khoan địa chất công trình);… Điều đó giúp chúng ta tìm được những giải pháp xây dựng hợp lý và tiết kiệm, tránh được những sự cố do không nắm chắc được điều kiện đặc biệt của nền đất. Thí nghiệm hiện trường nên kết hợp cả thí nghiệm trong phòng để phân loại đất chính xác hơn.

Thí nghiệm trong phòng

Thí nghiệm trong phòng nhằm mục đích xác định các tính chất cơ lý của đất đá dựa theo các tiêu chuẩn cụ thể, từ đó phân loại đất đá, đánh giá trạng thái, khả năng chịu lực của đất đá và ứng dụng rộng rãi trong tính toán thiết kế nền móng công trình.

Các phương pháp khảo sát

• Đo vẽ bản đồ địa chất công trình
• Khoan đào thăm dò
• Đo địa vật lý trong lỗ khoan, trên bề mặt địa hình
• Trên bề mặt địa hình
• Thí nghiệm trong phòng trên các mẫu đã chọn
• Thí nghiệm ngoài trời về địa chất công trình và địa chất thủy văn