Các phương pháp thí nghiệm địa chất và ý nghĩa

Các phương pháp thí nghiệm hiện trường

(tham khảo phụ lục E - TCVN 9363-2012)

E.1 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 được thực hiện trong các lớp đất dính và đất rời không chứa cuội sỏi. Mục đích của thí nghiệm này là cung cấp thêm các thông tin để thiết kế và thi công các phần ngầm có độ sâu không lớn.

E.2 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... Thí nghiệm này còn được dùng để xác định chiều sâu dừng khảo sát, đánh giá khả năng hoá lỏng của đất loại cát bão hoà nước.

E.3 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, cung cấp thêm các thông tin cho việc thiết kế và thi công các công trình ngầm có độ sâu không lớn.

E.4 Thí nghiệm nén ngang trong hố khoan được sử dụng cho các lớp đất rời và đất dính và thực hiện được ở các độ sâu khác nhau để xác định đặc tính biến dạng và mô đun biến dạng ngang của đất đá.

E.5 Thí nghiệm ép nước trong hố khoan được 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 môn, sau đó ép nước vào các đoạn đất đá cách ly với các chế độ áp lực định trước.

E.6 Thí nghiệm hút nước từ hố khoan nhằm xác định lưu lượng, hệ số thấm, kể cả của đất ở thành hố móng, độ dốc thuỷ lực và khả năng có thể sinh ra áp lực thuỷ động, phục vụ cho công tác thiết kế chống giữ và chống thấm cho thành và đáy hố móng, công tác thiết kế thi công hạ mực nước ngầm

E.7 Quan trắc nước để xác định chế độ biến đổi mực nước dưới đất trong khu vực khảo sát. Chế độ nước trong đất được đo bằng hai loại thí nghiệm:

E.7.1 Đo mực nước tĩnh (ống standpipe): chiều sâu đặt ống nhỏ hơn 15 m nhằm cung cấp các thông tin về chế độ nước mặt. Ống đo nước cho phép thấm vào bên trong trên toàn bộ chiều dài. Các kết quả đo được sử dụng cho việc thiết kế thi công hố đào, tường tầng hầm, đề xuất biện pháp làm khô đáy móng cho việc thi công.

E.7.2 Đo áp lực nước theo độ sâu (ống piezometer): độ sâu đặt đầu đo phụ thuộc vào cấu tạo địa tầng và vị trí tầng chứa nước. Các kết quả đo được sử dụng cho việc thiết kế thi công cọc nhồi, tường trong đất, các giải pháp thi công theo công nghệ ướt (chọn công nghệ thi công thích hợp).

E.8 Thí nghiệm xác định điện trở của đất: được thực hiện trong lòng hố khoan theo độ sâu để cung cấp các thông số thiết kế chống sét và tiếp đất.

E.9 Trong một số trường hợp cần xác định tầng hoặc túi chứa khí trong đất có khả năng gây nhiễm độc hoặc cháy nổ khi khoan cọc nhồi hoặc đào hố móng sâu.

E.10 Khi khảo sát phục vụ cho thiết kế kỹ thuật và lập bản vẽ thi công móng cọc, tiến hành công tác thí nghiệm nén tĩnh để xác định sức chịu tải của cọc đơn và các phương pháp khác để kiểm tra chất lượng cây cọc. Khối lượng và các yêu cầu kỹ thuật phải tuân thủ theo các tiêu chuẩn hiện hành có liên quan.

Các phương pháp thí nghiệm trong phòng

(tham khảo phụ lục F - TCVN 9363-2012)

F.1 Phương pháp thí nghiệm trong phòng cần phải được lựa chọn thực hiện nhằm cung cấp đầy đủ các thông tin cần thiết phù hợp với các mô hình tính toán, thiết kế đã được đặt ra trong nhiệm vụ khảo sát địa kỹ thuật.

F.2 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu vật lý để nhận dạng và phân loại đất.

F.3 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu biến dạng (thông qua thí nghiệm nén không nở hông), các chỉ tiêu cường độ (thông qua các thí nghiệm nén ba trục, thí nghiệm nén một trục nở hông hoặc thí nghiệm cắt trực tiếp). Các phương pháp và sơ đồ thí nghiệm nén và cắt cần được lựa chọn tuỳ thuộc vào điều kiện làm việc thực tế của công trình, mô hình tính toán thiết kế phần ngầm công trình.

F.4 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cường độ của đất nền cần phù hợp với các quy định sau:

F.4.1 Việc lựa chọn phương pháp và sơ đồ thí nghiệm cắt cần dựa theo phương pháp tính toán, tốc độ thi công và điều kiện thoát nước của đất nền để xác định và phù hợp với tình trạng chịu lực thực tế của công trình. Đối với công trình tốc độ thi công tương đối nhanh, đất thoát nước kém có thể dùng thí nghiệm cắt nhanh không cố kết, không thoát nước. Đối với công trình tốc độ thi công chậm, đất thoát nước tốt có thể dùng thí nghiệm cắt cố kết không thoát nước nhưng nên tính đến mức độ cố kết của đất nền do tải trọng công trình và tải trọng cố kết trước tác dụng.

F.4.2 Để tính toán độ ổn định của mái dốc và thiết kế tường chắn, neo trong đất... nên sử dụng thí nghiệm nén ba trục không thoát nước, không cố kết hoặc thí nghiệm nén nở hông, thí nghiệm cắt phẳng nhanh không thoát nước.

F.4.3 Khi cần dùng chỉ tiêu cường độ để tính sức chịu tải của cọc, thí nghiệm trong phòng phải phù hợp với các quy định sau:

F.4.3.1 Khi cần tính ma sát cực hạn dọc thân cọc, có thể sử dụng giá trị C_u, j_u của thí nghiệm không cố kết, không thoát nước trong thí nghiệm nén ba trục.

F.4.3.2 Khi cần tính sức chống cực hạn dưới mũi cọc, đối với đất sét có thể sử dụng giá trị C_cu, j_cu của thí nghiệm cố kết không thoát nước hoặc giá trị C’, j’ của thí nghiệm cố kết thoát nước trong thí nghiệm nén ba trục.

F.5 Thí nghiệm nén cố kết được sử dụng để xác định tính biến dạng của đất nền, mức độ cố kết, nhằm đánh giá khả năng xuất hiện lực ma sát âm. Đối với công tác hố đào, để quan trắc biến dạng đàn hồi, nên tiến hành thí nghiệm nén, dỡ tải theo từng cấp theo điều kiện làm việc thực tế công trình.

F.6 Đối với mẫu đá nên xác định cường độ kháng nén một trục của đá ở trạng thái khô và trạng thái bão hoà. Trong một số trường hợp cần thiết có thể xác định thêm thành phần thạch học, thành vật khoáng hoá của đá.

F.7 Mẫu nước cần phải được thí nghiệm để đánh giá tính chất và mức độ ăn mòn của nước đối với kết cấu bê tông móng.

Download TCVN 9363-2012