Khảo sát và thí nghiệm đất - Lê Phương Bình, Nguyễn Tổng, Phạm Đức Thiện.pdf

1. NHAØ XUAÁT BAÛN
ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP. HOÀ CHÍ MINH
KHẢO SÁT VÀ THÍ NGHIỆM ĐẤT
LÊ PHƯƠNG BÌNH
NGUYỄN TỔNG
PHẠM ĐỨC THIỆN
BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH
NAÊM XAÂY DÖÏNG VAØ PHAÙT TRIEÅN
60

2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
*******************
ThS. LÊ PHƯƠNG BÌNH,
ThS. NGUYỄN TỔNG,
TS. PHẠM ĐỨC THIỆN
KHẢO SÁT VÀ THÍ NGHIỆM ĐẤT
NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2020

3. 2

4. i
LỜI NÓI ĐẦU
Tài liệu “KHẢO SÁT VÀ THÍ NGHIỆM ĐẤT” được biên soạn
làm tài liệu tham khảo cho sinh viên đại học các chuyên ngành xây dựng
và kỹ sư làm công tác liên quan Địa kỹ thuật: Lập đề cương khảo sát, lựa
chọn phương pháp khoan phù hợp, lựa chọn các phương pháp thí nghiệm
hiện trường và tiến hành các thí nghiệm trong phòng.
Tài liệu gồm bốn chương, nhằm cung cấp các kiến thức liên quan
đến công tác khảo sát địa kỹ thuật, công tác thí nghiệm hiện trường và thí
nghiệm đất trong phòng thí nghiệm. Nội dung các chương bao gồm:
Chương 1: Đại cương về công tác khảo sát địa chất
Chương 2: Phương pháp khoan khảo sát địa chất
Chương 3: Các phương pháp thí nghiệm hiện trường
Chương 4: Các phương pháp thí nghiệm đất trong phòng thí nghiệm.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình biên soạn, nhưng chắc
chắn sẽ không tránh khỏi còn nhiều thiếu sót. Rất mong nhận được những
ý kiến đóng góp của các đồng nghiệp và các bạn đọc.
Mọi ý kiến đóng góp xin vuil lòng liên hệ: Bộ môn Cơ học đất – Nền
móng, Khoa Xây dựng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ
Chí Minh. Email: binhlp@hcmute.edu.vn
Nhóm tác giả

5. ii

6. iii
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU...........................................................................................i
CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNG TÁC KHẢO SÁT ĐỊA
CHẤT........................................................................................................ 1
1.1. MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ, PHƯƠNG PHÁP KHẢO ĐỊA
CHẤT CÔNG TRÌNH................................................................................ 1
1.1.1. Mục tiêu khảo sát........................................................................ 1
1.1.1.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở ................................................ 1
1.1.1.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật............................................. 1
1.1.1.3. Giai đoạn thiết kế bản vẽ thi công – Khảo sát phục
vụ thi công.................................................................................. 1
1.1.2. Nhiệm vụ khảo sát.
...................................................................... 2
1.1.2.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở................................................. 2
1.1.2.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật............................................. 2
1.1.2.3. Giai đoạn thiết kế bản vẽ thi công – Khảo sát phục
vụ thi công.................................................................................. 3
1.1.3. Phương pháp khảo sát................................................................. 3
1.1.3.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở................................................. 3
1.1.3.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật............................................. 4
1.2. XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ PHỨC TẠP CỦA ĐIỀU KIỆN ĐỊA
CHẤT.
........................................................................................................ 4
1.2.1. Khái niệm điều kiện địa chất.
...................................................... 4
1.2.2. Bảng phân loại mức độ phức tạp của điều kiện địa chất............. 5
1.2.3. Cách thức xác định mức độ phức tạp của điều kiện địa chất............6
1.3. CÁCH XÁC ĐỊNH THÔNG TIN CÔNG TRÌNH............................. 9
1.4. SỐ LƯỢNG HỐ KHOAN TỐI THIỂU VÀ CÁCH THỨC
BỐ TRÍ...............................................................................................9
1.4.1. Công trình dân dụng và công nghiệp (TCVN 9363:2012
& TCXD 112:1984).
.............................................................................. 9
1.4.1.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở................................................. 9

7. iv
1.4.1.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật........................................... 10
1.4.2. Công trình cầu – đường: (22TCN 263 - 2000).
......................... 12
1.4.2.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở............................................... 12
1.4.2.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật........................................... 13
1.4.2.3. Giai đoạn thiết kế bản vẽ thi công............................... 14
1.5. ĐỘ SÂU HỐ KHOAN TỐI THIỂU DỰ KIẾN............................... 14
1.5.1. Công trình dân dụng và công nghiệp (TCVN 9363:2012
& TCXD 112:1984)............................................................................ 14
1.5.1.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở............................................... 14
1.5.1.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật........................................... 16
1.5.2. Công trình cầu – đường: (22TCN 263 - 2000).
......................... 17
1.5.2.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở............................................... 17
1.5.2.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật........................................... 18
1.6. LỰA CHỌN LOẠI THÍ NGHIỆM CẦN THIẾT............................. 19
1.6.1. Các phương pháp thí nghiệm đất, đá ngoài hiện trường
được sử dụng trong khảo sát địa chất công trình (Theo phụ
lục 6 – TCVN 4419:1987).
.................................................................. 19
1.6.2. Đặc trưng cơ lý của đất, đá và yêu cầu xác định khi khảo
sát địa chất công trình (Theo phụ lục 7 – TCVN 4419:1987).
............ 21
1.6.3. Các phương pháp địa chất thủy văn được sử dụng trong
khảo sát xây dựng (Theo phụ lục 8 – TCVN 4419:1987)................... 23
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP KHOAN KHẢO SÁT ĐỊA
CHẤT CÔNG TRÌNH........................................................................... 25
2.1. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP KHOAN KHẢO SÁT ĐỊA
CHẤT.
...................................................................................................... 25
2.2. THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ CỦA PHƯƠNG PHÁP
KHOAN XOAY..........................................................................26
2.2.1. Thiết bị khoan.
........................................................................... 26
2.2.1.1. Máy khoan................................................................... 26
2.2.1.2. Máy bơm dung dịch..................................................... 27
2.2.1.3. Tháp khoan.................................................................. 28
2.2.1.4. Cần khoan.................................................................... 29

8. v
2.2.1.5. Mũi khoan.................................................................... 30
2.2.2. Dụng cụ khoan.......................................................................... 31
2.2.2.1. Bộ ống mẫu.................................................................. 31
2.2.2.2. Ống Slam..................................................................... 31
2.2.2.3. Bộ dụng cụ khoan........................................................ 32
2.3. QUY TRÌNH THỰC HIỆN CỦAPHƯƠNG PHÁPKHOAN
XOAY...................................................................................................... 33
2.3.1. Nguyên lý vận hành mùn khoan.
............................................... 34
2.3.2. Dung dịch khoan và các lưu ý................................................... 34
2.3.3. Quy trình thực hiện của phương pháp khoan xoay................... 36
2.4. QUY TRÌNH LẤY MẪU VÀ BẢO QUẢN MẪU.......................... 36
2.4.1. Định nghĩa mẫu đất – đá........................................................... 36
2.4.2. Mẫu đất – Cách thức lấy mẫu đất.
............................................. 36
2.4.3. Quy trình lấy mẫu đất nguyên dạng......................................... 38
2.4.4. Mẫu đá – Cách thức lấy mẫu đá................................................ 39
2.4.5. Các loại phiếu mẫu.................................................................... 39
CHƯƠNG 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM HIỆN
TRƯỜNG.
........................................................................................40
3.1. THÍ NGHIỆM XUYÊN TIÊU CHUẨN SPT (TCVN 9351:2012).......40
3.1.1. Mục đích của thí nghiệm........................................................... 40
3.1.2. Phạm vi sử dụng và khối lượng khảo sát.................................. 40
3.1.3. Nguyên lý thí nghiệm................................................................ 40
3.1.4. Thiết bị thí nghiệm.................................................................... 41
3.1.5. Quy trình thí nghiệm................................................................. 41
3.1.6. Kết quả thí nghiệm và hiệu chỉnh kết quả thí nghiệm.
.............. 42
3.1.6.1. Kết quả thí nghiệm: Là trị số N theo độ sâu thí
nghiệm. Được trình bày kèm theo hình trụ hố khoan và
thể hiện dưới dạng biểu đồ..
...................................................... 42
3.1.6.2. Hiệu chỉnh kết quả thí nghiệm SPT............................. 43
3.1.7. Ứng dụng thí nghiệm................................................................ 45
3.1.7.1. Đánh giá trạng thái của đất, từ đó, xác định sơ bộ
vị trí đặt móng hoặc mũi cọc [17]............................................. 45

9. vi
3.1.7.2. Xác định các công thức tương quan cho góc ma
sát trong ϕ, mô đun biến dạng.
.................................................. 46
3.2. THÍ NGHIỆM XUYÊN TĨNH CPTu (TCVN 9352:2012).
.............. 47
3.2.1. Mục đích của thí nghiệm........................................................... 47
3.2.2. Phạm vi sử dụng và khối lượng khảo sát.................................. 47
3.2.2.1. Phạm vi sử dụng.......................................................... 47
3.2.2.2. Khối lượng khảo sát..................................................... 47
3.2.3. Nguyên lý thí nghiệm................................................................ 49
3.2.4. Dụng cụ thí nghiệm................................................................... 49
3.2.5. Quy trình thí nghiệm:................................................................ 50
3.2.5.1. Hiệu chỉnh mũi xuyên.................................................. 51
3.2.5.2. Bão hòa mũi xuyên và vòng đá thấm.
.......................... 51
3.2.5.3. Quy trình vận hành thiết bị CPTu................................ 51
3.2.5.4. Quy trình đo tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng.................... 52
3.2.6. Kết quả thí nghiệm và hiệu chỉnh kết quả thí nghiệm.
.............. 53
3.2.6.1. Kết quả thí nghiệm.
...................................................... 53
3.2.6.2. Hiệu chỉnh kết quả thí nghiệm [16]............................. 53
3.2.7. Ứng dụng kết quả thí nghiệm.................................................... 55
3.2.7.1. Xác định độ chặt của đất [17]...................................... 55
3.2.7.2. Xác định sức kháng cắt không thoát nước Su [17]...........55
3.2.7.3. Xác định góc ma sát trong ϕ cho đất cát [17].............. 56
3.3. THÍ NGHIỆM CẮT CÁNH HIỆN TRƯỜNG (22TCN 355-06).
.........56
3.3.1. Mục đích thí nghiệm................................................................. 56
3.3.2. Nguyên lý đo đạc...................................................................... 57
3.3.3. Phạm vi sử dụng và khối lượng thí nghiệm.............................. 57
3.3.4. Dụng cụ thí nghiệm................................................................... 57
3.3.5. Quy trình thực hiện................................................................... 58
3.3.6. Kết quả thí nghiệm và hiệu chỉnh kết quả thí nghiệm.
.............. 59
3.3.6.1. Kết quả thí nghiệm.
...................................................... 59
3.3.6.2. Hiệu chỉnh thí nghiệm cắt cánh [16].
........................... 60
3.3.7. Ứng dụng kết quả thí nghiệm.................................................... 61
3.4. THÍ NGHIỆM BÀN NÉN HIỆN TRƯỜNG (TCVN 9354:2012)........61
3.4.1. Mục đích thí nghiệm................................................................. 61

10. vii
3.4.2. Nguyên lý thí nghiệm................................................................ 61
3.4.3. Dụng cụ thí nghiệm................................................................... 61
3.4.4. Quy trình thí nghiệm................................................................. 62
3.4.5. Kết quả thí nghiệm và xử lý kết quả thí nghiệm....................... 65
3.4.6. Ứng dụng kết quả thí nghiệm.................................................... 66
CHƯƠNG 4 CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐẤT
TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM......................................................... 67
4.1. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH DUNG TRỌNG CỦA ĐẤT................. 67
4.1.1. Khái niệm.................................................................................. 67
4.1.2. Các phương pháp xác định........................................................ 67
4.1.3. Xác định dung trọng của đất bằng phương pháp dao vòng....... 68
4.1.3.1. Dụng cụ thí nghiệm:.................................................... 68
4.1.3.2. Chuẩn bị thí nghiệm..
................................................... 69
4.1.3.3. Tiến hành thí nghiệm.................................................. 69
4.1.3.4. Tính toán kết quả......................................................... 70
4.1.4. Phiếu ghi kết quả thí nghiệm xác định dung trọng của đất.............70
4.2. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM TỰ NHIÊN CỦA ĐẤT.......... 70
4.2.1. Định nghĩa................................................................................. 70
4.2.2. Dụng cụ thí nghiệm................................................................... 71
4.2.3. Chuẩn bị thí nghiệm.................................................................. 71
4.2.4. Tiến hành thí nghiệm.
................................................................ 71
4.2.5. Tính toán kết quả....................................................................... 73
4.2.6. Phiếu ghi kết quả thí nghiệm xác định độ ẩm tự nhiên
của đất................................................................................................. 73
4.3. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN ATTERBERG CỦA ĐẤT.73
4.3.1. Đại cương.................................................................................. 73
4.3.2. Thí nghiệm xác định giới hạn nhão của đất.............................. 74
4.3.2.1. Dụng cụ thí nghiệm..................................................... 74
4.3.2.2. Chuẩn bị thí nghiệm.
.................................................... 76
4.3.2.3. Tiến hành thí nghiệm................................................... 76
4.3.2.4. Tính toán kết quả......................................................... 78
4.3.3. Thí nghiệm xác định giới hạn dẻo của đất................................ 79

11. viii
4.3.3.1. Tiến hành thí nghiệm................................................... 79
4.3.3.2. Tính toán kết quả......................................................... 80
4.3.4. Ứng dụng kết quả thí nghiệm xác định giới hạn nhão và
giới hạn dẻo của đất [14]..................................................................... 80
4.3.5. Phiếu ghi kết quả thí nghiệm xác định giới hạn nhão của đất..........81
4.3.6. Phiếu ghi kết quả thí nghiệm xác định giới hạn dẻo của đất......... 81
4.4. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HẠT CỦA ĐẤT........ 82
4.4.1. Định nghĩa................................................................................. 82
4.4.2. Phân loại hạt.............................................................................. 82
4.4.3. Phương pháp thí nghiệm xác định thành phần hạt của đất.
....... 82
4.4.4. Phương pháp rây khô................................................................ 83
4.4.4.1. Dụng cụ thí nghiệm..................................................... 83
4.4.4.2. Chuẩn bị thí nghiệm.
.................................................... 83
4.4.4.3. Tiến hành thí nghiệm................................................... 84
4.4.5. Phương pháp rây ướt................................................................. 84
4.4.5.1. Dụng cụ thí nghiệm..................................................... 84
4.4.5.2. Chuẩn bị thí nghiệm.
.................................................... 84
4.4.5.3. Tiến hành thí nghiệm................................................... 85
4.4.5.4. Tính toán kết quả......................................................... 86
4.4.6. Phương pháp tỷ trọng kế........................................................... 86
4.4.6.1. Dụng cụ thí nghiệm..................................................... 87
4.4.6.2. Chuẩn bị thí nghiệm.
.................................................... 88
4.4.6.3. Tiến hành thí nghiệm................................................... 89
4.4.6.4. Tính toán kết quả......................................................... 89
4.4.6.5. Nhận xét đánh giá........................................................ 91
4.4.6.6. Các bảng tra phục vụ tính toán.................................... 92
4.4.7. Phiếu ghi kết quả thí nghiệm xác định thành phần hạt
của đất 94
4.5. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ CHẶT TIÊU CHUẨN CỦA
ĐẤT 96
4.5.1. Đại cương.................................................................................. 96
4.5.2. Thiết bị thí nghiệm.................................................................... 97
4.5.3. Chuẩn bị thí nghiệm.................................................................. 98

12. ĩx
4.5.4. Tiến hành thí nghiệm.
................................................................ 98
4.5.5. Tính toán kết quả..................................................................... 100
4.5.6. Phiếu ghi kết quả thí nghiệm xác định độ chặt tiêu chuẩn
của đất............................................................................................... 103
4.6. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT......... 104
4.6.1. Đại cương................................................................................ 104
4.6.2. Thiết bị thí nghiệm.................................................................. 106
4.6.3. Chuẩn bị mẫu thử.................................................................... 108
4.6.4. Tiến hành thí nghiệm: Cắt nhanh - không thoát nước............. 108
4.6.4.1. Chuẩn bị mẫu trong hộp cắt....................................... 108
4.6.4.2. Tiến hành thí nghiệm................................................. 109
4.6.4.3. Tính toán và vẽ biểu đồ.
............................................. 110
4.6.5. Phiếu ghi kết quả thí nghiệm xác định sức chống cắt của đất.111
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................... 112

13. x
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Phân loại mức độ phức tạp của điều kiện địa chất.................. 5
Bảng 1.2: Ma trận các yếu tố tự nhiên của địa chất.
................................ 7
Bảng 1.3: Lựa chọn phương pháp thí nghiệm hiện trường.
................... 19
Bảng 1.4: Lựa chọn các chỉ tiêu cơ lý của đất đá cần thí nghiệm......... 21
Bảng 1.5: Lựa chọn phương pháp khảo sát địa chất thủy văn............... 23
Bảng 2.1: Các phương pháp khoan khảo sát địa chất............................ 25
Bảng 2.2: Một số thông số dung dịch sét.............................................. 35
Bảng 2.3: Lựa chọn cách thức lấy mẫu đất........................................... 37
Bảng 3.1: Phân loại trạng thái đất cát theo chỉ số SPT.
......................... 45
Bảng 3.2: Phân loại trạng thái đất sét theo chỉ số SPT.......................... 45
Bảng 3.3: Khối lượng khảo sát thí nghiệm CPT/CPTu......................... 47
Bảng 3.4: Phân loại trạng thái của đất cát theo sức kháng mũi
đơn vị.................................................................................... 55
Bảng 3.5: Xác định góc ma sát của đất cát theo sức kháng mũi
đơn vị.................................................................................... 56
Bảng 3.6: Quan hệ giữa trị số dẻo Ip
và hệ số hiệu chỉnh λ................... 61
Bảng 3.7: Kiểu và diện tích tấm nén theo đất thí nghiệm..................... 63
Bảng 3.8: Cấp gia tải và thời gian ổn định quy ước đối với đất
loại cát................................................................................... 64
Bảng 3.9: Cấp gia tải và thời gian ổn định quy ước đối với đất
loại sét................................................................................... 65
Bảng 4.1: Bảng phân loại thành phần hạt.............................................. 82
Bảng 4.2: Hệ số nhớt của nước ứng với các nhiệt độ............................ 92
Bảng 4.3: Bảng tra giá trị HR
................................................................. 93
Bảng 4.4: Trị số hiệu chỉnh nhiệt độ Ct
................................................. 93
Bảng 4.5: Thông số kỹ thuật của Protor tiêu chuẩn.
.............................. 98
Bảng 4.6: Khối lượng thể tích khô γd(bh)
tương ứng khối lượng
riêng của đất........................................................................ 101
Bảng 4.7: Bảng tra tham khảo............................................................. 102

14. xi
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Máy khoan............................................................................ 27
Hình 2.2: Cấu tạo máy bơm dung dịch................................................. 27
Hình 2.3: Tháp khoan ba chân.............................................................. 28
Hình 2.4: Cần khoan............................................................................. 29
Hình 2.5: Mũi khoan............................................................................. 30
Hình 2.6: Cấu tạo ống mẫu................................................................... 31
Hình 2.7: Cấu tạo quang treo và elevator.
............................................. 32
Hình 2.8: Các dụng cụ, thiết bị thao lắp.
............................................... 33
Hình 2.9: Sơ đồ lắp đặt thiết bị trong phương pháp khoan xoay.......... 33
Hình 2.10: Chu trình ngược.................................................................... 34
Hình 3.1: Dụng cụ thí nghiệm SPT....................................................... 41
Hình 3.2: Sơ đồ thí nghiệm SPT........................................................... 41
Hình 3.3: Kết quả thí nghiệm SPT........................................................ 42
Hình 3.4: Một số mẫu xuyên côn thông dụng....................................... 50
Hình 3.5: Quy trình thí nghiệm xuyên côn........................................... 50
Hình 3.6: Kết quả thí nghiệm CPT.
....................................................... 54
Hình 3.7: Cấu tạo hai loại cánh cắt....................................................... 58
Hình 3.8: Quy trình thí nghiệm cắt cánh hiện trường........................... 58
Hình 3.9: Kết quả thí nghiệm cắt trực tiếp............................................ 60
Hình 3.10: Các dạng chất tải, đối trọng bằng bê tông và cọc neo.
.......... 62
Hình 3.11: Sơ đồ bố trí thí nghiệm bàn nén hiện trường........................ 62
Hình 3.12: Biểu đồ kết quả thí nghiệm bàn nén hiện trường.................. 66
Hình 4.1: Dụng cụ thí nghiệm xác định dung trọng của đất................. 68
Hình 4.2: Dụng cụ thí nghiệm xác định độ ẩm của đất......................... 71
Hình 4.3: Dụng cụ xác định giới hạn nhão của đất............................... 75
Hình 4.4: Chỏm cầu Cassagrande......................................................... 75
Hình 4.5: Trét đất vào chỏm cầu Cassagrande...................................... 77
Hình 4.6: Biều đồ xác định giới hạn chảy............................................. 78
Hình 4.7: Xác định giới hạn dẻo của đất............................................... 79
Hình 4.8: Xác định thành phần hạt bằng phương pháp tỉ trọng kế.
............88

15. xii
Hình 4.9: Đường cong cấp phối hạt...................................................... 91
Hình 4.10: Thí nghiệm đầm chặt đất.
...................................................... 96
Hình 4.11: Khuôn đầm Protor................................................................. 97
Hình 4.12: Minh họa chiều dày các phân lớp khi đầm........................... 99
Hình 4.13: Đường cong đầm chặt......................................................... 101
Hình 4.14: Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất pháp và ứng suất tiếp τ .
..........105
Hình 4.15: Máy cắt trực tiếp................................................................. 106
Hình 4.16: Hộp cắt và dao vòng........................................................... 107
Hình 4.17: Vòng ứng lực và đồng hồ đo biến dạng.............................. 107

16. 1
CHƯƠNG 1
ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNG TÁC KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT
1.1. MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ, PHƢƠNG PHÁP KHẢO ĐỊA CHẤT
CÔNG TRÌNH
1.1.1. Mục tiêu khảo sát
1.1.1.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở
Mục tiêu khảo sát của giai đoạn này là cung cấp số liệu về:
- Địa tầng và 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 giải pháp nền
móng thích hợp.
1.1.1.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật
Mục tiêu khảo sát của giai đoạn này là cung cấp số liệu về:
- Địa tầng và cấu trúc địa tầng.
- Tính chất cơ lý của đất đá.
- Nước dưới đất.
 Chính xác hoá vị trí xây dựng các hạng mục công trình và tính toán
thiết kế nền móng công trình.
1.1.1.3. Giai đoạn thiết kế bản vẽ thi công – Khảo sát phục vụ thi công
- Được tiến hành trước hoặc trong quá trình thi công công trình.
- Kiểm tra và chính xác hoá các vấn đề còn nghi ngờ, thiếu hoặc
bổ sung cho phương án dự phòng được đề cập trong kết luận và
kiến nghị khi kết thúc giai đoạn thiết kế để chuyển sang giai
đoạn thi công.

17. 2
1.1.2. Nhiệm vụ khảo sát
1.1.2.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở
- Xác định sự phân bố của các các lớp đất đá theo diện và chiều
sâu.
- Xác định đặc tính cơ lý của các lớp đất, mực nước dưới đất và
đánh giá sơ bộ về khả năng ăn mòn của nước.
- Đánh giá sơ bộ khả năng chịu tải, tính nén lún của các lớp đất đá
nghiên cứu.
- 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.
1.1.2.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật
Phần chung:
- Làm sáng tỏ điều kiện địa chất công trình.
- Phân chia chi tiết các lớp đất đá, đặc điểm địa chất thuỷ văn và
các hiện tượng địa chất bất lợi cho xây dựng công trình.
- Lấy các mẫu nước dưới đất để xác định các tính chất vật lý, phân
tích thành phần hoá học và đánh giá khả năng ăn mòn đối với các
kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.
Phần hố đào sâu:
- Làm rõ sự phân bố và chiều dày các lớp đất trong phạm vi ảnh
hưởng thi công hố đào, các chỉ tiêu cơ học của đất nền cần đáp
ứng mô hình tính toán thiết kế.
- Làm rõ hiện trạng, đặc điểm kết cấu và khả năng biến dạng đối
với các công trình lân cận và công trình ngầm do thi công hố đào.
Tại khu vực có đường ống tập trung dày đặc, cần phải thu thập
các hồ sơ dữ liệu để làm rõ loại hình, mặt bằng bố trí, độ sâu và
khi cần thiết nên tiến hành thăm dò hệ thống đường ống dưới
công trình.
- Cung cấp các thông số, điều kiện địa chất thuỷ văn phục vụ tính
toán chống giữ và chống thấm cho thành và đáy hố đào.

18. 3
Phần gia cố nền:
- Cung cấp các thông số cơ lý của đất nền cần thiết cho công tác
thiết kế và thi công, phương án xử lý gia cố.
- Đánh giá khả năng ảnh hưởng của phương án xử lý gia cố đối với
môi trường và công trình lân cận. Kiến nghị các phương án xử lý
tương ứng.
1.1.2.3. Giai đoạn thiết kế bản vẽ thi công – Khảo sát phục vụ thi công
- Bổ sung hoặc làm chính xác một số thông tin về địa tầng, cấu
trúc địa chất, chỉ tiêu cơ lý của đất và của nước dưới đất trong
trường hợp cần thiết để khẳng định hoặc điều chỉnh phương án
thi công.
- Thí nghiệm kiểm tra kết quả trong và sau thi công như nén tĩnh
cọc, siêu âm, khoan kiểm tra lõi cọc, lắp đặt thiết bị và quan trắc
lún... Nếu có phương án xử lý gia cố nền cần tiến hành thí nghiệm
hiện trường để đối chứng, kiểm tra tham số thiết kế và hiệu quả
của phương án gia cố.
1.1.3. Phƣơng pháp khảo sát
1.1.3.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở
- Phương pháp địa vật lý.
- Khoan kết hợp thí nghiệm SPT, lấy mẫu đất để mô tả và phân
tầng. Khối lượng mẫu nguyên trạng để thí nghiệm trong phòng
được lấy trong một số hố khoan đại diện: một mẫu đến hai mẫu
cho lớp đất có bề dày nhỏ hơn 5 m, hai mẫu đến ba mẫu cho lớp
đất dày từ 5 m đến 10 m, ba mẫu đến bốn mẫu cho lớp đất dày từ
10 m đến 15 m.
- Thí nghiệm xuyên tĩnh được xen kẽ giữa các hố khoan, nhằm xác
định sự biến đổi tổng quát bề dày các lớp đất và độ cứng của
chúng.
- Thí nghiệm cắt cánh hiện trường (đối với đất có độ trạng thái từ
dẻo mềm đến chảy).
- Thí nghiệm trong phòng với mẫu đất nguyên trạng xác định các
chỉ tiêu phân loại đất, độ bền và tính biến dạng của các loại đất;

19. 4
- Phân tích hoá học một số mẫu nước đặc trưng.
1.1.3.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật
- Khoan kết hợp thí nghiệm SPT, lấy mẫu thí nghiệm. Lấy mẫu đất
để xác định các chỉ tiêu cơ lý. Số lượng mẫu thí nghiệm cho từng
lớp đất phải đủ tập hợp thống kê, bảo đảm độ tin cậy yêu cầu
được qui định trong các tiêu chuẩn xây dựng.
- Thí nghiệm xuyên tĩnh để cung cấp số liệu cho thiết kế móng cọc.
- Thí nghiệm xuyên động được kết hợp để chính xác hoá mái lớp
tựa cọc và lựa chọn phương pháp đóng cọc.
- Thí nghiệm cắt cánh sử dụng chủ yếu với đất yếu (bùn, than bùn,
đất có trạng thái từ dẻo mềm đến chảy).
- Quan trắc nước dưới đất để xác định chế độ biến đổi mực nước
tĩnh, đo áp lực nước theo chiều sâu.
- Thí nghiệm xác định hệ số thấm của đất đá tại hiện trường.
- Thí nghiệm trong phòng các mẫu đất đá nguyên trạng và không
nguyên trạng lấy trong các hố khoan và hố đào thăm dò. Ngoài
việc thí nghiệm tất cả các chỉ tiêu cơ lý, cần phải xác định các đặc
trưng tính thấm nước, trương nở và co ngót của đất đá đặt tầng
hầm. Phân tích đánh giá mức độ ăn mòn kết cấu bê tông và bê
tông cốt thép của nước dưới đất.
1.2. XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ PHỨC TẠP CỦA ĐIỀU KIỆN ĐỊA
CHẤT
1.2.1. Khái niệm điều kiện địa chất
Là tổng hợp các yếu tố tự nhiên của một khu vực có ảnh hưởng đến công
tác thiết kế - thi công và quá trình sử dụng công trình, bao gồm:
- Điều kiện địa hình – địa mạo.
- Cấu tạo địa chất.
- Đặc điểm địa tầng và các chỉ tiêu cơ lý của đất đá.
- Các hiện tượng địa chất động lực học khu vực.
- Địa chất thủy văn.

20. 5
- Vật liệu xây dựng và khoáng tự nhiên.
1.2.2. Bảng phân loại mức độ phức tạp của điều kiện địa chất
Căn cứ theo quy định ở phụ lục 2, TCVN 4419:1987.
Lƣu ý:
Nếu một yếu tố nào đó có mức độ phức tạp nhất và có ý nghĩa quyết định
các giải pháp xây dựng nhà và công trình thì mức độ phức tạp của điều
kiện địa chất công trình vùng (địa điểm) xây dựng phải được xác định
theo yếu tố ấy. Lúc đó phải tăng thêm hoặc bổ sung khối lượng khảo sát
cần thiết để đảm bảo làm sáng tỏ ảnh hưởng của chúng tới nhà và công
trình thiết kế.
Bảng 1.1: Phân loại mức độ phức tạp của điều kiện địa chất
Yếu tố
Mức độ phức tạp của điều kiện địa chất công trình và đặc
trƣng của chúng
I (đơn giản) II (trung gian) III (phức tạp)
Địa
hình,
địa mạo
Vùng (địa điểm,
tuyến) xây dựng
nằm trong phạm
vi một đơn
nguyên địa mạo.
Địa hình bằng
phẳng, hơi dốc,
không bị cắt.
Vùng (địa điểm,
tuyến) xây dựng
nằm trong phạm vi
một số đơn nguyên
địa mạo, có chung
nguồn gốc hình
thành. Mặt địa hình
nghiêng, chia cắt ít.
Vùng (địa điểm,
tuyến) xây dựng
nằm trong phạm vi
một số đơn nguyên
địa mạo có nguồn
gốc hình thành khác
nhau. Mặt địa hình
gồ ghề, chia cắt
mạnh.
Cấu
trúc địa
chất
(trong
đới
tương
tác)
Có không quá
hai lớp đất đá
khác nhau về
thành phần thạch
học. Lớp đất đá
nằm ngang hoặc
hơi dốc (độ dốc
không quá 10o
).
Chiều dày của
lớp ổn định.
Có không quá bốn
lớp đất đá khác
nhau về thành phần
thạch học. Các lớp
đất đá nằm ngang,
nghiêng hoặc vát
nhọt. Chiều dày của
các lớp đất đá thay
đổi có quy luật.
Có hơn bốn lớp đất
đá khác nhau về
thành phần thạch
học hoặc có lớp đất
đặc biệt về thành
phần, tính chất. Các
lớp đất đá nằm
ngang, nghiêng
hoặc vát nhọt.
Chiều dày của lớp

21. 6
1.2.3. Cách thức xác định mức độ phức tạp của điều kiện địa chất
(1) Thu thập, phân tích, tổng hợp các tài liệu về điều kiện địa chất của
vùng (địa điểm) xây dựng đã có trước đó.
(2) Dựa vào phụ lục 2, TCVN 4419:1987 (đã trình bày ở trên), xây dựng
ma trận các yếu tố tự nhiên.
(3) Dựa vào kết quả ma trận này, có chú ý đến yếu tố ảnh hưởng nhất
đến các giải pháp xây dựng của nhà và công trình, đưa ra kết luận
đất đá thay đổi
mãnh liệt, có khi ở
dạng thấu kính.
Tính
chất cơ
lý của
đất đá
Ở phạm vi một
lớp đất đá, các
chỉ tiêu cơ lý của
chúng thay đổi ít,
không có quy
luật theo chiều
ngang và theo
chiều sâu.
Ở phạm vi một lớp
đất đá, các chỉ tiêu
cơ lý của chúng
thay đổi một cách
có quy luật theo
diện và theo chiều
sâu.
Ở phạm vi một lớp
đất đá, các chỉ tiêu
cơ lý của chúng
thay đổi mãnh liệt,
có quy luật hoặc
không có quy luật
theo diện và theo
chiều sâu.
Địa
chất
thủy
văn
Không có nước
ngầm hoặc có
tầng chứa nước
ngầm nhưng nằm
sâu và có đặc
trưng địa chất
thủy văn tương
đối ổn định.
Nước ngầm nằm
nông nhưng ít động
thái biến đổi, đôi
khi gặp nước có áp,
nước có tính chất ăn
mòn hoặc ăn mòn
yếu.
Nước ngầm và nước
áp lực nằm nông
hoặc lộ ra trên mặt
đất. Động thái biến
đổi mạnh. Nước có
tính chất ăn mòn bê
tông và kim loại.
Các quá
trình và
hiện
tượng
địa chất
vật lý
bất lợi
Không có Ít gặp Thường xuyên

22. 7
phân loại mức độ phức tạp của điều kiện địa chất: Đơn giản, trung
gian (trung bình) và phức tạp.
Bảng 1.2: Ma trận các yếu tố tự nhiên của địa chất
Các yếu
tố
Tiêu chí
Đơn
giản
Trung
gian
Phức
tạp
Địa hình,
địa mạo
Vùng (địa điểm) xây dựng nằm
trong một đơn nguyên địa mạo
Vùng (địa điểm) xây dựng nằm
trong một số đơn nguyên địa mạo
có chung một nguồn gốc hình
thành
Vùng (địa điểm) xây dựng nằm
trong một số đơn nguyên địa mạo
có nguồn gốc hình thành khác nhau
Địa hình bằng phẳng, hơi dốc,
không bị chia cắt
Mặt địa hình nghiêng, chia cắt ít.
Mặt địa hình gồ ghề, chia cắt mạnh.
Cấu trúc
địa chất
(trong
đới
tương
tác)
Có không quá hai lớp đất đá khác
nhau về thành phần thạch học.
Có không quá bốn lớp đất đá khác
nhau về thành phần thạch học.
Có hơn bốn lớp đất đá khác nhau
về thành phần thạch học hoặc có
lớp đất đặc biệt về thành phần, tính
chất.
Lớp đất đá nằm ngang hoặc hơi dốc
(độ dốc không quá 10o
).
Các lớp đất đá nằm ngang, nghiêng
hoặc vát nhọt.
Chiều dày của lớp ổn định.

23. 8
Các yếu
tố
Tiêu chí
Đơn
giản
Trung
gian
Phức
tạp
Chiều dày của các lớp đất đá thay
đổi có quy luật.
Chiều dày của lớp đất đá thay đổi
mãnh liệt, có khi ở dạng thấu kính.
Tính chất
cơ lý của
các lớp
đất đá.
Ở phạm vi một lớp đất đá, các chỉ
tiêu cơ lý của chúng thay đổi ít,
không có quy luật theo chiều ngang
và theo chiều sâu.
Ở phạm vi một lớp đất đá, các chỉ
tiêu cơ lý của chúng thay đổi một
cách có quy luật theo diện và theo
chiều sâu.
Ở phạm vi một lớp đất đá, các chỉ
tiêu cơ lý của chúng thay đổi mãnh
liệt, có quy luật hoặc không có quy
luật theo diện và theo chiều sâu.
Địa chất
thủy văn
Không có nước ngầm hoặc có tầng
chứa nước ngầm nhưng nằm sâu và
có đặc trưng địa chất thủy văn
tương đối ổn định.
Nước ngầm nằm nông nhưng ít
động thái biến đổi, đôi khi gặp
nước có áp , nước có tính chất ăn
mòn hoặc ăn mòn yếu.
Nước ngầm và nước áp lực nằm
nông hoặc lộ ra trên mặt đất. Động
thái biến đổi mạnh. Nước có tính
chất ăn mòn bê tông và kim loại.

24. 9
Các yếu
tố
Tiêu chí
Đơn
giản
Trung
gian
Phức
tạp
Các quá
trình và
hiện
tượng
địa chất
vật lý
bất lợi
Không có
Ít gặp
Thường xuyên
1.3. CÁCH XÁC ĐỊNH THÔNG TIN CÔNG TRÌNH
Các thông tin cần cung cấp như sau:
(1) Loại nhà, công trình xây dựng: Nhà dân dụng và công nghiệp, cầu
đường, thủy lợi.
(2) Giai đoạn thiết kế: Thiết kế cơ sở, thiết kế kỹ thuật, thiết kế bản vẽ
thi công.
(3) Quy mô, tầm quan trọng của công trình.
(4) Giải pháp nền móng công trình: Móng nông (móng đơn, móng
băng, móng bè), móng cọc (cọc đóng/ép, cọc khoan nhồi), giải
pháp gia cố nền.
1.4. SỐ LƢỢNG HỐ KHOAN TỐI THIỂU VÀ CÁCH THỨC
BỐ TRÍ
1.4.1. Công trình dân dụng và công nghiệp (TCVN 9363:2012 &
TCXD 112:1984)
1.4.1.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở
- Các điểm thăm dò được bố trí theo mạng lưới, khoảng cách giữa
các điểm khảo sát được quyết định dựa trên các yếu tố sau:
o Mức độ đầy đủ và chất lượng của các tài liệu thu thập
được trong giai đoạn điều tra ban đầu.
o Mức độ quan trọng và phức tạp của kết cấu, tải trọng và
diện tích bố trí công trình.

25. 10
o Mức độ phức tạp của điều kiện địa chất công trình.
- Khoảng cách giữa các điểm khảo sát thường dao động từ 50 m
đến 200 m.
- Việc bố trí cụ thể các điểm khảo sát biến đổi tuỳ thuộc vào đặc
điểm phân bố của từng khu trong khu đất xây dựng công trình.
Có thể bố trí thí nghiệm cắt cánh, thí nghiệm nén ngang, thí
nghiệm xuyên giữa các hố khoan với khoảng cách dày hơn tuỳ
theo yêu cầu kỹ thuật.
1.4.1.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật
- Khoảng cách giữa các điểm thăm dò tuỳ thuộc mức độ phức tạp
của điều kiện địa chất công trình, cấp loại công trình, kích thước
mặt bằng nhà và tính nhạy cảm với sự lún không đều của đất
nền (Xem chi tiết ở Phụ lục D, TCVN 9363:2012).
- Số lượng các điểm khảo sát khống chế không được ít hơn 1/3 số
lượng điểm khảo sát.
- Số lượng điểm khoan lấy mẫu và thí nghiệm hiện trường không
ít hơn 2/3 tổng số điểm khảo sát.
Phụ lục D, TCVN 9363:2012
Bố trí mạng lưới thăm dò - Giai đoạn khảo sát cho thiết kế kỹ thuật
D.1 Đối với điều kiện địa chất phức tạp, công trình quan trọng, nhạy
cảm với độ lún và lún lệch:
- Khoảng cách khoan thông thường từ 20m đến 30m, có thể bổ sung
xuyên với khoảng cách trung bình 10m;
- Yêu cầu có không ít hơn ba điểm thăm dò cho một nhà riêng rẽ và
không ít hơn ba điểm đến năm điểm cho một cụm nhà hoặc công trình;
- Trong trường hợp đặc biệt cần khoanh sự phân bố các lớp đất yếu, sự
phân bố của các khối trượt và karst... thì khoảng cách bố trí có thể nhỏ
hơn 20 m.
CHÚ THÍCH: Khi điều kiện địa chất của đất nền phức tạp, hoặc thiết
kế có yêu cầu đặc biệt, có thể bố trí khoảng cách dày lên một cách
thích hợp.

26. 11
D.2 Đối với điều kiện địa chất trung bình, công trình khá quan trọng,
khá nhạy cảm với lún không đều:
- Khoảng cách khoan thông thường từ 30m đến 50m, có thể bổ sung
xuyên với khoảng cách trung bình 15m đến 25m;
- Yêu cầu có không ít hơn ba điểm thăm dò cho một nhà riêng rẽ và
không ít hơn ba điểm đến năm điểm cho một cụm nhà hoặc công
trình.
CHÚ THÍCH: Khi điều kiện địa chất của đất nền phức tạp, hoặc thiết
kế có yêu cầu đặc biệt, có thể bố trí khoảng cách dày lên một cách
thích hợp.
D.3 Đối với điều kiện địa chất đơn giản, công trình loại bình thường:
- Khoảng cách khoan thông thường từ 50m đến 75m, có thể bổ sung
xuyên với khoảng cách trung bình 25m đến 30m;
- Yêu cầu có không ít hơn ba điểm thăm dò cho một nhà riêng rẽ hoặc
cho một cụm nhà hoặc công trình.
CHÚ THÍCH: Khi điều kiện địa chất của đất nền phức tạp, hoặc thiết
kế có yêu cầu đặc biệt, có thể bố trí khoảng cách dày lên một cách
thích hợp.
Bố trí các điểm thăm dò:
- Việc bố trí các điểm thăm dò trên các nhà và công trình khi
kiến trúc, kết cấu ngôi nhà đã được xác định cần tính đến sự
phân bố tải trọng. Các điểm thăm dò nhằm kiểm tra tính chất
của nền.
- Các nhà và công trình có tải trọng phân bố đều thì nên bố trí
các điểm thăm dò tại các góc dọc theo tim móng và dọc chu
vi của nhà bố trí sao cho đồng đều để có thể lập được mặt cắt
đại diện.
- Các nhà và công trình có tải trọng phân bố không đều thì ưu tiên
bố trí tại các khu vực có tải trọng nặng, tuy vậy vẫn đảm bảo
việc bố trí đầy đủ các khu vực của nhà và công trình để có thể
xác định được độ lún lệch.

27. 12
1.4.2. Công trình cầu – đƣờng: (22TCN 263 - 2000)
1.4.2.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở
Loại nền đƣờng thông thƣờng:
- Đối với nền đường đắp là tuyến đường làm mới cứ 1km bố trí
tối thiểu một hố khoan. Trong trường hợp địa chất phức tạp thì
cự ly khoan có thể giảm.
- Đối với nền đường đào: Tại các khu vực có điều kiện địa chất
đơn giản thì cứ 2km bố trí một hố khoan. Tại khu vực có điều
kiện địa chất phức tạp thì cự ly khoan có thể ngắn hơn.
Loại nền đƣờng đặc biệt:
- Nền đường đặc biệt là nền đường có đất yếu.
- Sau khi tiến hành khoan thông thường mà phát hiện đất yếu thì
tiến hành khoan vùng và bố trí hố khoan trên tim tuyến với
khoảng cách từ 250m đến 500m.
- Khi khảo sát nền đường đào hoặc đắp mà gặp hiện tượng địa
chất động lực cần bổ sung khối lượng hố khoan sao cho thích
hợp và có đủ tài liệu để đánh giá ảnh hưởng xấu của chúng tới
điều kiện ổn định của tuyến.
Công trình cống:
- Cần tận dụng các tài liệu khảo sát địa chất cho nền đường áp
dụng cho cống.
- Khi bố trí các hố khoan cho nền đường phải kết hợp với các vị
trí cống để tận dụng các tài liệu này.
Công trình cầu nhỏ:
- Đối với cầu nhỏ cần bố trí hai hố khoan tại hai vị trí mố cầu.
Công trình cầu trung và cầu lớn:
- Đối với mỗi cầu trung, cần bố trí kết hợp hai đến ba hố khoan
(kết hợp SPT). Nếu bố trí hai hố khoan thì vị trí hố khoan nằm ở
trên hai bờ sông. Khi bố trí ba hố khoan thì vị trí các hố khoan
này phải chia đều trên mặt cắt ngang sông. Trong điều kiện địa
chất hai bên bờ khác nhau thì có thể bố trí hố khoan lệch đi.

28. 13
- Đối với công trình cầu lớn, cần bố trí ba hố khoan (kết hợp SPT)
trên mặt cắt ngang sông tại phương án kiến nghị. Vị trí hố khoan
cũng được quy định như đối với cầu trung. Đối với các phương
án so sánh khác nhau thì tùy thuộc vào điều kiện địa chất mà bố
trí hố khoan sao cho đủ tài liệu để so sánh.
1.4.2.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật
Loại nền đƣờng thông thƣờng:
- Cứ 1 km bố trí một đến hai hố khoan xen kẽ vào các hố khoan ở
giai đoạn trước.
- Có thể thay thế một số lượng hố khoan bằng hố đào trong
trường hợp không thể di chuyển máy khoan được.
- Trong khi lập hồ sơ khảo sát cần phối hợp các hố khoan ở giai
đoạn này với giai đoạn trước.
Loại nền nền đƣờng đặc biệt:
- Hố khoan được bố trí cách nhau thông thường từ 50m đến 100m
trên tim đường (kể cả khối lượng đã thực hiện ở giai đoạn thiết
kế cơ sở).
- Trong trường hợp đặc biệt, cự ly này có thể rút ngắn hơn. Cứ
100m đến 150m tiến hành 1 mặt cắt địa chất trên đó có ba hố
khoan. Mỗi khu vực đất yếu phải có tối thiểu hai mặt cắt địa
chất đại diện.
Công trình cống:
- Cần kết hợp khi khảo sát nền đường. Chỉ đặt vấn đề khảo sát khi
ở đó có điều kiện địa chất đặc biệt.
- Chỉ tiến hành khoan trong nhưng trường hợp đặc biệt nhưng
không quá một hố khoan cho mỗi cống (trừ cống đặc biệt).
Công trình cầu nhỏ:
- Cần tận dụng các hố khoan đã tiến hành trong giai đoạn trước
nếu vị trí hố khoan đó đúng tại vị trí mố cầu trong giai đoạn này.
- Nếu các vị trí hố khoan trước đó không nằm đúng vị trí mố cầu
nhưng xét thấy vẫn sử dụng được thì không cần bổ sung khoan.

29. 14
Trường hợp ngược lại thì cần bố trí hai hố khoan tại vị trí
mố cầu.
Công trình cầu trung và cầu lớn:
- Đối với cầu trung, bố trí tại vị trí mỗi trụ và mố một hố khoan
(kết hợp SPT).
- Đối với cầu lớn, bố trí mỗi vị trí mố và trụ một hố khoan. Trong
điều kiện địa chất phức tạp thì có thể bố trí hai hố khoan cho
mỗi vị trí mố và trụ cầu. Các hố khoan này có thể được bố trí so
le so với tim cầu.
1.4.2.3. Giai đoạn thiết kế bản vẽ thi công
Khối lượng khảo sát chỉ bổ sung cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật.
Trong trường hợp đặc biệt khi phát hiện thêm nền đất yếu thì có thể
tăng khối lượng khảo sát địa chất công trình. Khối lượng tăng thêm
không vượt quá 20% khối lượng khảo sát đã thực hiện ở giai đoạn
thiết kế kỹ thuật.
1.5. ĐỘ SÂU HỐ KHOAN TỐI THIỂU DỰ KIẾN
1.5.1. Công trình dân dụng và công nghiệp (TCVN 9363:2012 &
TCXD 112:1984)
1.5.1.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở
Chiều sâu các điểm thăm dò được xác định tuỳ thuộc công trình, mức độ
quan trọng của kết cấu, mức độ phức tạp về điều kiện địa chất công trình.
Vấn đề cụ thể được thể hiện ở phụ lục C, TCVN 9363:2012.
Phụ lục C, TCVN 9363:2012
Chiều sâu các điểm thăm dò - Giai đoạn khảo sát cho thiết kế cơ sở
C.1 Đối với điều kiện địa chất phức tạp, công trình quan trọng, quy mô
lớn đến rất lớn
- Nếu gặp đất yếu: phải khoan qua đất yếu, 1/2 số điểm khoan vào đất
tốt ít nhất 3m (NSPT > 30);
- Nếu gặp đất tốt: khoan sâu đến 10 m đến 15m;
- Nếu gặp đá nông: khoan vào đá tươi 1m;

30. 15
- Mỗi hạng mục (hoặc mỗi đơn nguyên) khoan một hố khoan khống
chế.
C.2 Đối với điều kiện địa chất trung bình, công trình khá quan trọng,
quy mô khá lớn
- Nếu gặp đất yếu: phải khoan qua đất yếu, 1/3 số điểm khoan vào đất
tốt ít nhất 3m (NSPT > 30);
- Nếu gặp đất tốt: khoan sâu đến 10m;
- Nếu gặp đá nông: khoan vào đá tươi 1m;
- Mỗi hạng mục (hoặc mỗi đơn nguyên) khoan một hố khoan khống
chế.
C.3 Đối với điều kiện địa chất đơn giản, công trình loại bình thường,
quy mô khá lớn
- Nếu gặp đất tốt: khoan sâu đến 5m đến 10m;
- Nếu gặp đá nông: khoan chạm vào đá không bị phong hoá;
- Một hố khoan khống chế cho toàn khu.
Chiều sâu hố khoan thăm dò còn phụ thuộc vào phương án móng
được lựa chọn sơ bộ. Trong trường hợp tầng đá cứng ở độ sâu rất lớn và
các lớp là đất loại cát hoặc đất loại sét có độ cứng trung bình thì chiều
sâu thăm dò phải đạt tới hết mức ảnh hưởng của độ lớn, nghĩa là đến các
lớp đất chịu ảnh hưởng của móng bè giả tưởng trong trường hợp móng
nông cũng như của nhóm cọc.
Thông thường lựa chọn độ sâu thăm dò như sau: (mục 4.3.5b,
TCXD112:1984).
- Đối với móng băng, móng chữ nhật đặt cách xa nhau đến mức
không có ảnh hưởng giao thoa ứng suất thì độ sâu tối thiểu là 3.5
lần chiều rộng của móng nhưng không nhỏ hơn 10m.
- Đối với móng bè hoặc móng băng gần nhau tạo nên hiện tượng
giao thoa ứng suất thì chiều sâu thăm dò tối thiểu phải đạt tới 1.5
lần chiều rộng của móng bè hoặc chiều rộng ngôi nhà.

31. 16
- Đối với móng cọc tối thiểu phải thăm dò sâu quá mũi cọc 6
lần đường kính của cọc (hoặc tối thiểu 5m). Đối với nhóm cọc
thì chiều sâu tối thiểu lớn hơn 3.5 lần chiều rộng của
nhóm cọc.
1.5.1.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật
Chiều sâu thăm dò trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật thì phụ thuộc
chủ yếu vào kết quả khảo sát của giai đoạn trước và loại nền móng
sử dụng.
- Đối với công trình trên nền tự nhiên, chiều sâu của các công
trình thăm dò phụ thuộc vào chiều sâu của đới chịu nén nhưng
phải lớn hơn chiều sâu đới chịu nén từ 1m đến 2m.
- Đối với cọc chống hoặc cọc có mũi chịu lực là chính, chiều sâu
thăm dò không ít hơn 5m dưới mũi cọc. Đối với lớp chịu lực là
đá nếu gặp dải vụn do đứt gãy hoặc hang động nên khoan xuyên
vào trong lớp đá gốc không phong hoá ít nhất 3m.
- Đối với cọc ma sát hoặc ma sát là chính, chiều sâu thăm dò phải
vượt qua chiều sâu vùng hoạt động của móng khối quy ước dưới
mũi cọc, tới độ sâu mà ứng suất của công trình truyền xuống
nhỏ hơn hoặc bằng 15% ứng suất do trọng lượng bản thân của
đất gây ra.
- Đối với phương án dùng cọc có độ dài khác nhau, chiều sâu
khảo sát được xác định theo cọc có chiều dài lớn nhất.
Chiều sâu và phạm vi khảo sát cho hố đào phải căn cứ vào điều kiện
địa chất công trình và yêu cầu thiết kế để xác định:
- Độ sâu thăm dò nên lấy từ hai lần đến ba lần chiều sâu hố
đào.Trong phạm vi này, nếu gặp lớp sét cứng, lớp sỏi cuội hoặc
đá, có thể căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật gia cố mà giảm chiều sâu
khảo sát.
- Mặt bằng phạm vi khảo sát nên rộng hơn phạm vi hố đào, từ hai
lần đến ba lần chiều sâu hố đào.

32. 17
- Tại khu vực có lớp đất yếu dày, phạm vi và chiều sâu khảo sát
nên mở rộng một cách thích hợp. Ngoài khu vực hố đào, cần
thiết phải điều tra nghiên cứu, thu thập tài liệu để bổ sung.
1.5.2. Công trình cầu – đƣờng: (22TCN 263 - 2000)
1.5.2.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở
Loại nền đƣờng thông thƣờng:
- Đối với nền đường đắp: Độ sâu hố khoan từ 4m đến 7m.
- Đối với nền đường đào: Tại khu vực có điều kiện địa chất đơn
giản, độ sâu hố khoan trung bình 5m. Chiều sâu này có thể
thay đổi tùy theo chiều dày của tầng phủ. Cần đánh giá mức
độ kiên cố của tầng đá cơ bản để có cơ sở thiết kế mái dốc
nền đào phù hợp.
Loại nền đƣờng đặc biệt:
- Độ sâu giống quy định của loại nền đường thông thường,
nhưng cần xuyên hết tầng đất yếu hoặc đến độ sâu mà ảnh
hưởng của nó lên độ bền và độ biến dạng của nền đường là
không đáng kể.
Công trình cống:
- Kết hợp các tài liệu khảo sát địa chất công trình cho nền đường
áp dụng cho cống.
Công trình cầu nhỏ:
- Độ sâu hố khoan đến tầng đất cứng (khoảng từ 15m đến 30m,
tùy thuộc vào mức độ phức tạp của địa tầng).
- Trong trường hợp đá lộ rõ ràng thì chỉ cần điều tra đo vẽ, kết
hợp với các dụng cụ đơn giản để xác định cao độ mặt đá với các
yếu tố khác.
Công trình cầu trung và cầu lớn:
- Đối với công trình cầu trung: Độ sâu hố khoan từ 20m đến 40m
và phải tới tầng đặt móng hoặc khoan vào tầng đá cơ bản (nếu

33. 18
đá trầm tích thì từ 2m đến 3m; đá magma thì từ 1m đến 2m; khi
gặp hiện tượng casto thì khoan qua tầng casto vào lớp đá gốc từ
2m đến 3m). Tầng chịu lực ở đây được định nghĩa là tầng có chỉ
số SPT N=50. Cũng có thể xác định tầng chịu lực là cát lẫn cuội
sỏi, cuội sỏi, đá tảng hoặc các loại đất dính ở trạng thái dẻo
cứng, nửa cứng hoặc cứng.
- Đối với công trình cầu lớn: Độ sâu hố khoan từ 30m đến 50m,
cá biệt đến 90m tùy thuộc vào điều kiện địa chất khu vực. Các
điều kiện cần và đủ để kết thúc hố khoan như đối với
cầu trung.
1.5.2.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật
Loại nền đường thông thường: Chiều sâu hố khoan từ 5m đến 7m.
Loại nền đường đặc biệt:
- Độ sâu hố khoan cần phải xuyên qua tầng đất yếu hoặc hết vùng
ảnh hưởng của lún.
- Trong mọi trường hợp, cần thí nghiệm cắt cánh hiện trường.Thí
nghiệm này có thể tiến hành độc lập hoặc trong hố khoan.
Công trình cống:
- Kết hợp các tài liệu khảo sát địa chất công trình cho nền đường
áp dụng cho cống.
Công trình cầu nhỏ:
- Độ sâu hố khoan từ 15m đến 30m và có điều kiện kết thúc hố
khoan như trong giai đoạn trước.
Công trình cầu trung và cầu lớn:
- Đối với công trình cầu trung: Độ sâu hố khoan từ 25m đến 40m.
Trong điều kiện đặc biệt có thể đến 90m tùy mức độ phức tạp
của điều kiện địa chất. Điều kiện kết thúc hố khoan tương tự ở
giai đoạn thiết kế cơ sở.
- Đối công trình cầu lớn: Tượng tự ở giai đoạn thiết kế cơ sở.

34. 19
1.6. LỰA CHỌN LOẠI THÍ NGHIỆM CẦN THIẾT
1.6.1. Các phƣơng pháp thí nghiệm đất, đá ngoài hiện trƣờng đƣợc
sử dụng trong khảo sát địa chất công trình (Theo phụ lục 6 – TCVN
4419:1987)
Bảng 1.3: Lựa chọn phương pháp thí nghiệm hiện trường
Đặc trƣng đất
đá
Dạng nghiên
cứu
Chiều sâu
nghiên cứu (m)
Điều kiện sử
dụng (Loại đất
đá)
1 2 3 4
Tính không
đồng nhất về
thành phần,
trạng thái và
tính chất của
đất đá
Xuyên tĩnh Dưới 20 Đất loại cát và
loại sét
Xuyên động Dưới 20 Đất loại cát và
loại sét
Xuyên đập
rung
Dưới 20 Đất loại cát và
loại sét có chứa
dưới 40% các hòn
lớn (cuội, sỏi,
sạn)
Xuyên
Carota, Vi
xuyên
Dưới 30 ở trên
mặt vết lộ hoặc
bên thành công
trình thăm dò.
Đất loại cát và loại
sét có chứa dưới
25% các hòn lớn
(cuội, sỏi, sạn)
Các tính chất
biến dạng của
đất đá
Nén tải trọng
tĩnh
Dưới 20 Đất hòn lớn, đất
loại sét và các
loại cát
Nén ngang Dưới 20 Đất loại cát và
loại sét
Xuyên tĩnh Dưới 20 Đất loại cát và
loại sét
Xuyên động Dưới 20 Đất loại cát và
loại sét

35. 20
Đặc trƣng đất
đá
Dạng nghiên
cứu
Chiều sâu
nghiên cứu (m)
Điều kiện sử
dụng (Loại đất
đá)
Thí nghiệm
tấm ướt đất
dưới hố móng
Xác định trong
phương án kỹ
thuật
Đất trưởng nở và
lún ướt
Các tính chất
bền của đất đá
Cắt khối đất
(cắt trong hố
đào)
Xác định trong
phương án kỹ
thuật
Tất cả các loại đất
(loại cát bão hòa
nước và loại đất sét
ở trạng thái chảy)
Nén sập Xác định trong
phương án kỹ
thuật
Đất hòn lớn, đất
loại sét có trạng
cứng và nửa cứng
Đẩy ngang Xác định trong
phương án kỹ
thuật
Đất hòn lớn, đất
loại sét có trạng
cứng và nửa cứng
Cắt quay
dưới áp lực
Dưới 20 Đất loại cát và đất
loại sét
Xuyên tĩnh Dưới 20 Đất loại cát và đất
loại sét
Xuyên động Dưới 20 Đất loại cát và đất
loại sét
Trạng thái ứng
suất của khối
đất đá
Dùng phương
pháp dỡ tải
và bù tải
Xác định trong
phương án kỹ
thuật
Đá cứng
Áp lực nước lỗ
rỗng
Dùng bộ cảm
biến để đo
Xác định trong
phương án kỹ
thuật
Đất loại sét, đất
than bùn bão hòa
nước
Sức kháng của
đất ở đầu cọc
Thử nghiệm
cọc trên nền
đất bằng các
phương pháp
tĩnh và động
Dưới 20 Đất loại cát và đất
loại sét

36. 21
1.6.2. Đặc trƣng cơ lý của đất, đá và yêu cầu xác định khi khảo sát
địa chất công trình (Theo phụ lục 7 – TCVN 4419:1987)
Bảng 1.1: Lựa chọn các chỉ tiêu cơ lý của đất đá cần thí nghiệm
Đặc trƣng cơ lý của đất đá
Loại đất đá
Hòn
lớn
Cát Sét
Đá
cứng
1 2 3 4 5
Thành phần hạt + + + -
Độ ẩm tự nhiên + + + +
Khối lượng thể tích tự nhiên + + + +
Khối lượng thể tích khô - đ đ -
Khối lượng riêng hạt đ + + đ
Giới hạn chảy và giới hạn dẻo - - + -
Trương nở (Độ ẩm trương nở, trị số
tương nở tương đối, áp lực trương
nở)
- - + -
Độ chứa ẩm phần tử cực đại - - đ -
Co ngót (độ co ngót tương đối ở áp
lực cho trước)
- đ đ -
Tan rã (tốc độ tan rã) - - đ -
Hòa tan đ - đ đ
Lún ướt (độ lún ướt tương đối, áp lực
lún ướt ban đầu)
- - đ -
Sức kháng xuyên đơn vị - đ + -
Các chỉ tiêu đầm nén tiêu chuẩn - đ đ -
Góc mái tự nhiên - + - -
Hệ số thấm - đ + -
Sức kháng cắt của đất đ + + đ

37. 22
Đặc trƣng cơ lý của đất đá
Loại đất đá
Hòn
lớn
Cát Sét
Đá
cứng
Hệ số nén lún, hệ số nén cố kết - - + -
Mô đun đàn hồi, mô đun biến dạng - - - đ
Sức kháng nén một trục tức thời - - - đ
ở trạng thái khô, không khí và bão
hòa nước
d - đ +
Hệ số kiên cố - - - +
Hệ số phong hóa đ - - +
Hoạt tính gặm mòn của đất - - + -
Tổng hàm lượng muối hòa tan và hòa
tan trung bình (chiết nước, chiết băng
axit clohydrit)
đ đ đ đ
Hàm lượng các tàn tích thực vật - đ đ -
Độ phân hủy của than bùn - đ đ -
Thành phần thạch học đ - - đ
Thành phần khoáng vật - đ đ -
Thành phần hóa học chung đ đ đ đ
Dung lượng hấp thụ và thành phần
cation trao đổi
- - đ -
Phân tích hóa thạch vi động vật và
bao tử phấn
- đ đ -
Chú thích:
Dấu (+) là cần phân tích, dấu (-) là không cần phân tích, dấu (đ) là
chỉ phân tích trong trường hợp đặc biệt.

38. 23
Phương pháp xác định các tính chất của đất đá phải được xác định
dựa vào điều kiện của đất ở nền nhà và công trình, có xét đến các yêu
cầu của tiêu chuẩn, quy phạm hiện hành.
Việc xác định thành phần hạt và khối lượng thể tích của đất hòn lớn
phải tiến hành ở ngoài hiện trường bằng phương pháp sàng và cân
khối lượng cố định. Chỉ cho phép sử dụng các thiết bị có kích thước
lớn ở trong phòng thí nghiệm khi cần xác định các tính chất về độ
bền và biến dạng của đất hòn lớn.
1.6.3. Các phƣơng pháp địa chất thủy văn đƣợc sử dụng trong khảo
sát xây dựng (Theo phụ lục 8 – TCVN 4419:1987)
Bảng 1.2: Lựa chọn phương pháp khảo sát địa chất thủy văn
Thông số địa
chất thủy văn
Dạng địa chất thủy văn
Điều kiện sử
dụng
Hệ số thấm (hệ
số dẫn nước)
Bơm hút nước thí nghiệm đơn
và chùm giếng khoan, hố đào,
giếng khơi.
Đổ nước thí nghiệm đơn và
chùm giếng khoan.
Đổ nước thí nghiệm vào hố
đào.
Ép nước thí nghiệm vào hố
đào.
Quan trắc lâu dài mực nước
dưới đất và nước mặn.
Đất đá chứa
nước.
Đất đá chứa
nước, thấm nước
yếu và khô.
Đất đá khô.
Đá nứt nẻ khô và
chứa nước.
Đất đá chứa
nước.
Hệ số thiếu hụt
bão hòa và hệ số
nhà nước
Bơm hút nước thí nghiệm
chùm hố khoan. Quan trắc lâu
dài mực nước dưới đất (cột áp
lực nước)
Đất đá dưới nước.
Độ rỗng hữu
hiệu
Phương pháp dùng chất chỉ thị.
Ép nước và đổ nước thí nghiệm
vào chùm giếng khoan.
Đất đá chứa
nước.
Đất đá khô.

39. 24
Thông số địa
chất thủy văn
Dạng địa chất thủy văn
Điều kiện sử
dụng
Hệ số dẫn mực
nước (Hệ số dẫn
áp)
Bơm hút nước thí nghiệm
chùm giếng khoan. Ép nước thí
nghiệm chùm giếng khoan.
Quan trắc lâu dài mực nước
trong hố khoan.
Đất đá chứa nước
được ngăn cách
bởi những lớp
thấm nước yếu.
Sức kháng thủy
lực ở đáy sông
và hồ chứa nước
(Thông số về
mối quan hệ
giữa nước mặt
và nước dưới
đất)
Bơm hút nước thí nghiệm
chùm giếng khoan. Quan trắc
lâu dài mực nước dưới đất và
nước mặt.
Đất đá chứa nước
và khô.
Độ thấm mất
nước đơn vị
Đổ nước thí nghiệm vào hố
khoan. Ép nước thí nghiệm vào
hố khoan.
Đất đá chứa nước
và khô

40. 25
CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP KHOAN KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT
CÔNG TRÌNH
2.1. LỰA CHỌN PHƢƠNG PHÁP KHOAN KHẢO SÁT ĐỊA
CHẤT
Theo mục 9.1.2, TCVN 9437:2012, căn cứ tình hình địa tầng và
yêu cầu nhiệm vụ khoan, bước đầu lựa chọn phương pháp khoan
như sau:
Bảng 2.1: Các phương pháp khoan khảo sát địa chất
Loại đá
Cấp đất
đá theo
loại
khoan
Phƣơng pháp khoan
Các loại đất dính
ở trạng thái dẻo
chảy, chảy, bùn I
Khoan xoay: Mũi khoan lòng máng,
mũi khoan thìa, mũi khoan guồng
xoắn đầu phẳng.
Khoan ép: Ống mẫu có van và mũi
khoan hom.
Các loại đất dính
ở trạng thái dẻo,
dẻo cứng.
Đất dính lẫn dăm,
sạn (sỏi, cuội)
II-III
Khoan xoay: Mũi khoan guồng xoắn,
mũi khoan guồng xoắn đầu phẳng,
mũi khoan hợp kim nòng đôi (kết hợp
dung dịch sét)
Các loại đất rời
(cát, sỏi, cuội nhỏ
và vừa) I-III
Khoan đập: Ống mẫu có van.
Khoan xoay: Mũi khoan guồng xoắn
đầu phẳng, mũi khoan hợp kim nòng
đôi (kết hợp dung dịch sét).

41. 26
Đất hòn to (cuội
lớn, đá tảng, …)
Các địa tầng xen
kẹp lẫn đá hòn to.
III-VII
Khoan đập: Ống mẫu van, mũi khoan
phá.
Khoan xoay: Mũi khoan hợp kim, mũi
khoan bi hay mũi khoan kim cương,
mũi khoan guồng xoắn đầu khoan phá.
Đất sét cứng.
Các loại đá có độ
cứng từ mềm đến
cứng vừa.
III-VII
(VIII)
Khoan xoay: Mũi khoan hợp kim, mũi
khoan hợp kim nòng đôi kết hợp dung
dịch sét khoan guồng xoắn với đầu
khoan phá.
Các loại đá từ
cứng đến rất cứng
(VII)
VIII-XII
Khoan xoay: Mũi khoan hợp kim, mũi
khoan kim cương.
2.2. THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ CỦA PHƢƠNG PHÁP KHOAN
XOAY
2.2.1. Thiết bị khoan
2.2.1.1. Máy khoan
Các dụng cụ chính của máy khoan:
- Côn ma sát để đóng mở máy.
- Hộp số nhiều cấp để điều chỉnh tốc độ quay khi khoan và kéo thả
cần.
- Tời, sức kéo của tời phải tương ứng với tải trọng lớn nhất của cột
cần khoan hay ống chống của lỗ khoan và hệ thống ròng rọc được
dùng.
Một số thông số kỹ thuật của máy (Ví dụ tham khảo)
- Mã sản phẩm: GK-250.
- Tên sản phẩm: Máy Khoan Địa Chất Công Trình XY-1 TQ.
- Xuất xứ: Trung Quốc.
- Bơm liền máy khoan, cần sa nhích và dầu sa nhích.
- Khả năng khoan sâu Lmax : 250m.
- Cần khoan: D42mm.
- Công suất động cơ diesel dẫn động: 20KW.

42. 27
- Tốc độ: 230, 390, 1000
vòng/phút.
- Lực nâng lớn nhất của đầu
máy: 30KN.
- Lực nén lớn nhất của đầu
máy: 23KN.
- Kích thước hình học:
1800x1100x1500mm.
- Trọng lượng: 580kg.
2.2.1.2. Máy bơm dung dịch
Trong khoan địa chất người ta thường dùng máy bơm chuyên dùng
thương là bơm piston, vì bơm này có khả năng bơm dung dịch, nó có sức
đẩy lớn thắng được sức cản trong lòng cột cần khoan, có thể bơm cả
dung dịch nước và cát nhưng tuỏi thọ vẫn cao.
Cấu tạo của máy bơm dung dịch:
1-Cửa đẩy.
2a, 2a-Van đẩy.
3a,3b-Van hút.
4-Quả piston.
5-Xilanh.
6-Ống hút.
7-Bộ phận bịt kín cần
piston.
8-Con trượt.
9-Cần piston.
10-Tay biên.
11-Tay quay.
12-Bánh đá truyền lực.
13-Bình khí.
14-Đầu nối tuy ô xa nhích.
Hình 2.1: Máy khoan
Hình 2.2: Cấu tạo máy bơm dung dịch
Hình 1.1

43. 28
Công dụng:
Trong bộ thiết bị khoan, máy bơm là thiết bị quan trọng để đảm bảo việc
vận chuyển mùn khoan ra khỏi lỗ khoan, đưa dung dịch xuống đáy, nếu máy
bơm có áp suất nén đủ lớn tránh được sự lắng mùn khoan hoặc sập lở thành
và sẽ hạn chế được kẹt bộ khoan cụ, góp phần nâng cao năng suất khoan.
2.2.1.3. Tháp khoan
Là một bộ phận của cụm thiết bị khoan, nó là một công trình gồm
tháp khoan và nhà khoan.
Công dụng:
Tháp khoan dùng để kéo thả cần khoan, ống chống và dựng cần
khoan.
Các loại tháp khoan thƣờng gặp:
- Tháp ba chân: Dùng chủ yếu cho khoan tay và khoan khảo sát
địa chất công trình.
- Tháp bốn chân: Thường dùng cho khoan khoáng sản cứng,
khoan dầu khí và giếng khoan sâu trên đất liền, sử dụng các giàn
khoan cố định.
- Tháp chữ A: Sửdụng cho các giếng khoan sâu như khoan dầu khí.
- Tháp dạng cột: Thường dùng cho các giàn khoan tự hành để
khoan thăm dò và khai thác nước, khoan thăm dò về bản đồ, địa
chất, có chiều sâu dưới 500m.
Hình 2.3: Tháp khoan ba chân

44. 29
2.2.1.4. Cần khoan
Dựa vào cách nối các cần khoan với nhau thành cột cần khoan,
người ta chia ra làm hai loại cần: Cần khoan nối bằng múp-ta – da-mốc
và cần khoan nối bằng nhippen.
Cần khoan nối bằng múp-ta – da-mốc: Được sử dụng chủ yếu trong
phương pháp khoan hợp kim và khoan bi.
- Cấu tạo: Là một ống thép hình trụ, hai đầu cần, phía ngoài được
tiện ren tam giác trên đoạn vát côn để nối với múp-ta hoặc da-
mốc; phía trong được chồn dầy để tăng độ cứng cho chỗ nối.
Chiều dài ứng với đường kính 42mm và 50mm là 1.5m; 3m và
4.5m, đường kính 63.5mm là 3m; 4.5m và 6m.
- Các cần đơn được nối với nhau thành cần dựng (gồm hai, ba và
bốn cần) bằng đầu nối múpta. Các cần dựng được nối với nhau
bằng damốc.
- Múp-ta: Là chi tiết để nối các cần lẻ thành cột cần dựng, hai đầu
được tiện ren tam giác, có độ côn và bước ren tương ứng với cần
khoan.
- Bộ da-mốc: dùng để nối các cần dựng thành cột cần khoan có cấu
tạo gồm có da-mốc dương và da-mốc âm. Da mốc dương được
nối vào đầu dưới, da mốc âm được nối vào đầu trên của cột cần
khoan.
Hình 2.4: Cần khoan

45. 30
Cần khoan nối bằng nhippen
Phạm vi sử dụng: Thường dùng để khoan những hố khoan nông, các hố
khoan đường kính nhỏ.
- Cấu tạo: Là một ống thép hình trụ được chế tạo theo ba cỡ đường
kính ngoài: 33.5mm; 42mm và 50mm, gồm có hai loại. Loại A:
có một rãnh khấc để nối các đoạn cần lẻ thành cần dựng. Loại B:
có hai rãnh khấc dùng để nối các cần dựng thành cột cần khoan
với nhippen loại A. Nhippen loại B có rãnh khấc dưới dùng để
treo cột cần khoan trên miệng lỗ khoan bằng vinca đỡ cần, rãnh
khấc trên dùng để nâng, hạ cột cột cần khoan bằng elevator.
2.2.1.5. Mũi khoan
Công dụng: Phá hủy đất đến vị trí cần lấy mẫu.
Có nhiều loại:
- Mũi khoan hợp kim: Dùng để khoan đất đá mềm, cứng trung
bình đến cứng (cấp I đến cấp IV theo độ khoan).
- Mũi khoan bi: Dùng để khoan các loại đất đá có độ cứng trung
bình đến kiên cố (cấp V đến cấp X theo độ khoan).
- Mũi khoan kim cƣơng: Dùng để khoan đất đá có độ mài mòn
nhỏ, không nứt nẻ, đồng nhất, độ cứng trung bình (cấp VII đến
cấp IX theo độ khoan).
Hình 2.5: Mũi khoan
Hình 1.1

46. 31
2.2.2. Dụng cụ khoan
2.2.2.1. Bộ ống mẫu
Bộ ống mẫu bao gồm: mũi khoan, ống bẻ mẫu, ống mẫu và Pêrêkhôt
Công dụng: Chứa mẫu đất đá ở đáy lỗ khoan, bảo vệ mẫu và định
huớng cho lỗ khoan.
Tùy theo mục đích của công tác khoan hay phưong pháp khoan sử dụng
mà người ta có thay đổi dụng cụ khoan trong bộ dụng cụ khoan đầy đủ.
Trong khoan khảo sát địa chất công trình: nếu lấy mẫu lõi sử dụng mũi
khoan, nếu lấy mẫu nguyên dạng thay mũi khoan bằng bộ ống mẫu
nguyên dạng; bỏ ống slam, thay đầu nối bằng pêrêkhôt phay, bỏ cần nặng
và cần định tâm.
Ống mẫu:
- Công dụng: Ống mẫu là chi tiết nối giữa lưỡi khoan và pêrêkhôt
nó có tác dụng để đón chứa mẫu và định hƣớng cho lỗ khoan
trong quá trình khoan.
Hình 2.6: Cấu tạo ống mẫu
- Cấu tạo: Ống mẫu làm bằng thép, có dạng hình trụ với chiều dài
thông thường l = 1.5m, 3m, 4.5m và 6m. Hai đầu ống mẫu đƣợc tiện
ren thang, bước ren 4mm đoạn tiện ren 40mm để nối với lưỡi khoan
và pêrêkhôt. Trường hợp cần tăng khả năng định hướng của ống mẫu
thì các ống mẫu được nối lại với nhau để tăng chiều dài.
2.2.2.2. Ống Slam
Công dụng: Dùng để đựng các hạt mùn khoan nặng và vụn bi mà
dùng dung dịch không đủ khả năng mang lên miệng lỗ khoan hoặc đất đá
rơi từ thành lỗ khoan xuống trong quá trình khoan.

47. 32
Cấu tạo:
- Chế tạo bằng thép có dạng hình trụ rỗng, đầu trên vát đi một góc
300 và uốn cong vào phía trục.
- Chiều dài: Tùy thuộc lượng mùn khoan sinh ra trong một hiệp
khoan, nhưng không nhỏ hơn 1.5m.
- Đường kính ngoài bằng đường kính ngoài của Pêrêkhôt và ống
mẫu tương ứng.
Phƣơng pháp sử dụng: Khi lắp vào ống mẫu, cần siết chặt và đảm bảo
sự đồng trục. Sau khi lấy bộ ống mẫu lên ở cuối hiệp khoan, mùn khoan
được lấy ra bằng cách treo ngược bộ ống mẫu rồi dùng vòi nước cho bơm
ngược vào hoặc vừa đập vừa xoay nhưng tránh làm móp méo ống.
2.2.2.3. Bộ dụng cụ khoan
Là các phương tiện, dụng cụ được sử dụng trong quá trình khoan.
Căn cứ vào công dụng, dụng cụ khoan được chia thành: Dụng cụ phụ trợ,
dụng cụ cứu chữa sự cố và dụng cụ chuyên dụng.
Dụng cụ phụ trợ: Dùng để kéo thả như quang treo, elevator, … tháo
lắp cần khoan, ống chống, mũi khoan các loại như khóa gọng ô, mỏ lếch
răng, khóa bản lề hai cột,… đỡ cần khoan như Vinca chạc đỡ cần.
a) Quang treo b) Elevator
Hình 2.7: Cấu tạo quang treo và elevator

48. 33
Hình 2.8: Các dụng cụ, thiết bị thao lắp
Dụng cụ cứu chữa sự cố (metchic, kolocol, dao cắt cần khoan, cắt
ống,…) dùng để cứu sự cố gãy, tuột ren nối cần khoan, đứt ống chống
trong quá trình khoan.
Dụng cụ chuyên dụng: Là các phương tiện, dụng cụ chuyên dùng để
chỉnh hỗ khoan theo hướng đã xác định (dụng cụ định tâm, dụng cụ làm
lệch, máng xiên, …)
2.3. QUY TRÌNH THỰC HIỆN CỦA PHƢƠNG PHÁP KHOAN
XOAY
Hình 2.9: Sơ đồ lắp đặt thiết bị trong phương pháp khoan xoay
1. Tháp khoan; 2. Máy khoan; 3. Cần khoan; 4. Hố khoan; 5. Hố dung dịch;
6. Ống dẫn nước; 7. Máy bơm; 8. Định đị vị; 9. Mũi khoan phá đá;
10. Mũi khoan; 11. Dụng cụ lấy mẫu nguyên dạng.

49. 34
2.3.1. Nguyên lý vận hành mùn khoan
Chu trình thuận: Nước sẽ từ hố dung dịch được máy bơm bơm vào
cần khoan  đi vào hố khoan. Dưới áp lực bơm, dung dịch này sẽ trộn
với đất đá được phá được phá trong quá trình khoan  sẽ trào ngược
theo thành hố khoan lên mặt đất  chảy vào hố dung dịch.
Chu trình ngƣợc: Nước sẽ chảy trực tiếp vào hố khoan  sau đó
trộn lẫn với đất đá được phá ra trong hố khoan. Máy bơm sẽ bơm hỗn
hợp này theo cần khoan  trả lại hố dung dịch.
Hình 2.10: Chu trình ngược
2.3.2. Dung dịch khoan và các lƣu ý
Dung dịch khoan là hệ phân tán nhiều thành phần phức tạp của các
loại chất lỏng huyền phù, nhũ tương và ngậm khí.
Công dụng: Hạn chế sập thành hố khoan, làm mát bộ dụng cụ khoan,
rửa sạch mùn khoan trong quá trình khoan.
Dung dịch khoan đƣợc phân ra thành nhiều loại:
- Các loại dung dịch gốc nƣớc (nước kỹ thuật, dung dịch muối,
dung dịch polymer, dung dịch polymer – sét, dung dịch sét
(bentonite)).

50. 35
- Dung dịch trên nền hydrocarbon (dung dịch nhũ tương, dung
dịch bitum)
- Dung dịch gốc dầu dùng để mở các vỉa sản phẩm trong khoan
dầu khí.
- Căn cứ vào điều kiện khoan, điều kiện địa chất cụ thể để lựa chọn
loại và tính chất dung dịch cho phù hợp.
Các thông số đánh giá chất lƣợng dung dịch gồm: Tỷ trọng dung
dịch, độ nhớt, độ thải nước, ứng suất trượt động, độ dày vỏ bùn, hàm
lượng cát trong dung dịch.
Dung dịch thường sử dụng phổ biến là dung dịch sét. Dưới đây là bảng
thông số kỹ thuật của dung dịch này.
Bảng 2.2: Một số thông số dung dịch sét
Thông số của dung dịch sét Mức
Trọng lượng thế tích đơn vị
(kN/m3
)
10.5 - 13
Độ nhớt quy ước T (s) 20 - 25
Hàm lượng cát C (%) Không lớn hơn bốn
Độ keo K (%) Không lớn hơn năm
Độ ổn định B (kN/m3
) 0.2
Chú thích:
Khi khoan vào tầng đất đá dễ bị sập lỡ thành, nên dùng chỉ tiêu
thể tích trọng lượng cao.
Khi khoan vào tầng đất đá nứt nẻ nhiều hoặc nhiều lỗ hổng, nên
dùng độ nhớt cao.
Trong điều kiện phức tạp như thành hố khoan sập lở nhiều, bị
mất dung dịch nghiêm trọng, cần nghiên cứu để lựa chọn chỉ tiêu
kỹ thuật của dung dịch sét cho thích hợp.

51. 36
2.3.3. Quy trình thực hiện của phƣơng pháp khoan xoay
- Bƣớc 1: Xác định vị trí hố khoan và tiến hành định vị.
- Bƣớc 2: Lắp máy và chạy thử máy.
- Bƣớc 3: Khoan thử 0.5m để kiểm tra địa tầng.
- Bƣớc 4: Lắp cần khoan và khoan. Thời gian để khoan hết một
đoạn cần khoan là một hiệp khoan. Chiều dài mỗi đoạn cần khoan
được lựa chọn phụ thuộc vào độ sâu lấy mẫu.
- Bƣớc 5: Tiến hành lấy mẫu.
- Bƣớc 6: Thực hiện thí nghiệm SPT
- Bƣớc 7: Lặp lại từ bước 4 đến bước 6 theo độ sâu lấy mẫu (thông
thường là 2m) cho đến khi kết thúc chiều sâu hố khoan dự kiến.
- Bƣớc 8: Lấp hố khoan và nghiệm thu.
2.4. QUY TRÌNH LẤY MẪU VÀ BẢO QUẢN MẪU
2.4.1. Định nghĩa mẫu đất – đá
Mẫu đất – đá là một phần nhỏ của địa tầng được lấy lên tại một vị trí
xác định trong không gian. Nó thể hiện tính chất của địa tầng tại vị trí lấy
mẫu. Muốn xác định tính chất của cả địa tầng, ta phải xét đến tính chất
của mẫu đó có lặp lại ở các mẫu khác hay không. Quy luật lặp lại như thế
nào để sử dụng các phương pháp xác suất dành cho tìm tính chất đại diện
cho địa tầng.
2.4.2. Mẫu đất – Cách thức lấy mẫu đất
Các nguyên tắc về lấy mẫu đất để thí nghiệm: (TCVN 9437:2012)
- Mỗi lớp đất phải có ít nhất một mẫu thí nghiệm.
- Đối với các lớp đất dày hơn 2m thì cứ 2m lấy một mẫu nguyên
dạng đối với đất dính hoặc mẫu không nguyên dạng đối với đất
rời và đất phong hóa.

52. 37
- Đối với các địa tầng thuộc loại đất sét, sét pha, cát pha, bùn, than
bùn, đá phong hóa dạng đất phải lấy đầy đủ mẫu nguyên dạng.
- Đối với các lớp đất dính dày dưới 0.5m không lấy được mẫu
nguyên dạng hoặc đối với các trường hợp quy định phải lấy mẫu
nguyên dạng như bùn lỏng, cát sét,… mà trong một vài trường
hợp quá khó khăn không thể lấy được thì phải lấy mẫu không
nguyên dạng giữ ẩm để thí nghiệm.
- Đối với các lớp cuội, sỏi (dăm sạn), cát sỏi (cát sạn), các lớp cát
có độ ẩm từ ẩm ướt đến bão hòa thì lấy mẫu không nguyên dạng
không giữ ẩm.
Các loại mẫu đất: mẫu nguyên dạng và mẫu không nguyên dạng.
- Mẫu nguyên dạng: đảm bảo giữ nguyên cấu trúc và trạng thái
của mẫu như khi nó nằm trong lòng đất.
- Mẫu không nguyên dạng: cấu trúc hoặc trạng thái của mẫu
không còn như lúc nó nằm trong lòng đất.
Các phƣơng pháp lấy mẫu: Căn cứ vào tình hình địa tầng và yêu
cầu nhiệm vụ khoan, bước đầu lựa chọn phương pháp và dụng cụ lấy
mẫu thí nghiệm theo quy định của bảng 14, TCVN 9437:2012.
Bảng 2.3: Lựa chọn cách thức lấy mẫu đất
Loại đất
đá
Loại mẫu
Dụng cụ lấy
mẫu
Phƣơng
pháp
Ghi chú
Các loại
đất dính ở
trạng thái
dẻo chảy,
chảy và
bùn
Nguyên
dạng
Ống mẫu
thành mỏng.
Ống mẫu chẻ
có piston
Nén, ép
Các loại
đất dính,
trạng thái
dẻo mềm
đến cứng
Nguyên
dạng
Ống mẫu
nguyên dạng
loại thường
hoặc loại có
piston
Đóng tạ
Khoan xoay
lấy mẫu
hoặc khoan
xoay kết hợp
bơm dung
dịch

53. 38
Loại đất
đá
Loại mẫu
Dụng cụ lấy
mẫu
Phƣơng
pháp
Ghi chú
Các loại cát
ở trạng thái
xốp rời đến
chặt vừa,
ẩm ướt đến
bão hòa.
Mẫu xáo
trộn (không
nguyên
dạng)
Ống mẫu có
van. Ống mẫu
chẻ.
Ống mẫu chẻ
của thí
nghiệm SPT
Khoan đập,
khoan xoay
kết hợp bơm
dung dịch
sét
Lấy mẫu kết
hợp xuyên
tiêu chuẩn
SPT
Lấy mẫu
theo
phương
pháp tứ
phân
Đất hòn to
(Cuội, sỏi,
sạn, đá
tảng)
Mẫu xáo
trộn (không
nguyên
dạng)
Ống mẫu có
van.
Mũi khoan
hạt hợp kim
hoặc kim
cương
Khoan đập
Khoan xoay
lấy mẫu
Lấy mẫu
theo
phương
pháp tứ
phân
2.4.3. Quy trình lấy mẫu đất nguyên dạng
- Bƣớc 1: Ngừng xoay cần khoan, tiếp tục bơm rửa lỗ khoan với
lưu lượng bơm từ 6-10 l/phút cho đến khi độ đục của nước trào ra
miệng lỗ khoan như của nước bơm vào.
- Bƣớc 2: Thả 150-200g hạt chèn nhỏ có đường kính từ 1.5mm đến
2mm qua cần khoan. Nếu đường kính hố khoan lớn và độ sâu
hiệp khoan lớn thì cần thả nhiều hạt chèn.
- Bƣớc 3: Bơm rửa tiếp cho đến khi áp lực bơm rửa tăng lên đột
ngột khoảng từ 3 phút đến 10 phút.
- Bƣớc 4: Cho cột cần khoan xoay với tốc độ chậm vài đợt ngắn để
bẻ mẫu.
- Bƣớc 5: Kéo cột cần khoan lên khoản 0.2m rồi lại thả xuống để
kiểm tra. Nếu cột cần khoan xuống hết độ sâu đã khoan chứng tỏ
mẫu đã được bẻ, chèn trong ống mẫu thì mới rút cột cần khoan

54. 39
lên để lấy mẫu. Khi rút, cần rút từ từ, tránh va chạm mạnh và hãm
tời đột ngột.
- Bƣớc 6: Để ngang ống mẫu, dùng dụng cụ chứa mẫu để sát mũi
khoan. Sử dụng áp lực nước đẩy mẫu từ từ trong ống mẫu vào
dụng cụ chứa mẫu và bẻ gãy.
- Bƣớc 7: Đẩy hoàn toàn các phần mẫu không lấy ra và tiến hành
bao bọc, dán nhãn và bảo quản mẫu.
2.4.4. Mẫu đá – Cách thức lấy mẫu đá
Khi khoan, nếu không có yêu cầu lấy mẫu đá để thí nghiệm thì mỗi
tầng đá ít nhất phải lấy hai mẫu thí nghiệm.
Mẫu đá thí nghiệm phải có kích thƣớc tối thiểu: Đường kính d =
75mm và chiều cao 2d. Trong trường hợp, đá vỡ khối, vỡ dăm không lấy
được mẫu theo kích thước quy định thì phải lấy ít nhất hai hộp mẫu lưu
có nắp đậy cẩn thận và kèm theo phiếu mẫu.
2.4.5. Các loại phiếu mẫu
Phiếu mẫu thí nghiệm:
Số hiệu mẫu đất ………………………………………………………
Tên công trình:………………………………………………………...
Số hiệu hố khoan………………………………………………………
Độ sâu từ ……………………..đến……………………………………
Mô tả mẫu……………………………………………………………...
Phiếu lƣu hồ sơ:
Tên cơ quan khảo sát
MẪU LƢU
Mô tả:
Ngày lấy:
Số hiệu mẫu lưu
Độ sâu (m)
Số hiệu hố khoan
CÔNG TRÌNH
Ngày ……….tháng……….năm………

55. 40
CHƯƠNG 3
CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG
3.1. THÍ NGHIỆM XUYÊN TIÊU CHUẨN SPT (TCVN 9351:2012)
3.1.1. Mục đích của thí nghiệm
- Mục đích chính: Xác định trạng thái của đất (tính chặt của đất
rời và tính dẻo của đất đất dính).
- Mục đích dẫn xuất: Xác định một số đặc trưng cơ lý thông qua
các tương quan như: góc ma sát  và mô đun biến dạng E; Tính
sức chịu tải cọc theo TCVN 10304:2014.
3.1.2. Phạm vi sử dụng và khối lượng khảo sát
- Phạm vi 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 hoặc bao gồm chủ yếu các lớp đất rời với độ chặt, thành phần
hạt khác nhau.
- Khối lượng khảo sát: Khối lượng cụ thể của thí nghiệm SPT và
tương quan giữa SPT với các phương pháp khảo sát khác trong
quá trình khảo sát được xác định theo các quy định trong TCVN
4419:1987 và TCVN 9363:2012 hoặc các tiêu chuẩn liên quan
khác.
3.1.3. Nguyên lý thí nghiệm
- Ý tưởng: Tính chặt hay tính dính của đất được biểu hiện giữa sự
tương tác của búa và ống chẻ đôi SPT, và kết quả của việc đóng
búa thể hiện ở độ xuyên của ống chẻ đôi vào đất ứng với số lượng
búa nhất định. Cụ thể là “số búa cần thiết để đóng mũi xuyên vào
trong đất nguyên trạng 30cm”.
- Mô hình: Búa đóng - Ống chẻ đôi SPT.

56. 41
3.1.4. Thiết bị thí nghiệm
- Dụng cụ chính: Búa nặng 63.5kg, ống đóng SPT (ống chẻ đôi).
- Dụng cụ bổ trợ: Thiết bị tạo lỗ, đế đệm, trục dẫn hướng, cần. khoan.
Hình 3.1: Dụng cụ thí nghiệm SPT
3.1.5. Quy trình thí nghiệm
Hình 3.2: Sơ đồ thí nghiệm SPT

57. 42
- Bước 1: Lắp đặt thiết bị: ống chẻ đôi-cần khoan- đế đệm và búa.
- Bước 2: Vạch ba đoạn trên cần khoan tính từ miệng hố khoan.
Mỗi đoạn dài 15cm.
- Bước 3: Đóng và tiến hành đếm số búa ứng với việc xuyên 15cm
đầu, 15cm giữa và 15cm cuối lần lượt là N1, N2, N3. Chỉ số SPT
là N = N2+N3.
- Bước 4: Tiến hành khoan-lấy mẫu và thực hiện thí nghiệm lặp
lại các bước từ bước 1 đến bước 3 cho đến khi nào thỏa mãn
điều kiện dừng thí nghiệm (thông thường cứ 2m thì thí nghiệm
một lần).
3.1.6. Kết quả thí nghiệm và hiệu chỉnh kết quả thí nghiệm
3.1.6.1. Kết quả thí nghiệm: Là trị số N theo độ sâu thí nghiệm. Được
trình bày kèm theo hình trụ hố khoan và thể hiện dưới dạng biểu đồ.
Hình 3.3: Kết quả thí nghiệm SPT

58. 43
3.1.6.2. Hiệu chỉnh kết quả thí nghiệm SPT
Sai số thí nghiệm:
- Sai số cố hữu: Do tiêu hao năng lượng, do ảnh hưởng của độ sâu
dưới tác nhân của trọng lực làm tính chặt hoặc tính dẻo không
đồng nhất theo độ sâu.
- Sai số có khả năng điều chỉnh được: Sai số do búa không rơi tự
do, sai số cần khoan bị nguyên, sai số do sập thành hố khoan...
Các khái niệm cơ bản:
- Ứng suất do trọng lượng bản thân vo
'
 : Do trọng lượng của đất
tác động trên một đơn vị diện tích.
n
vo i i w w
i 1
' h z

   
 (3.1)
i là trọng lượng riêng của đất. Nếu đất trên mực nước ngầm thì
đó là trọng lượng riêng tự nhiên, nếu đất dưới mực nước ngầm thì
đó là trọng lượng riêng bão hòa.
hi là chiều dày của lớp đất thứ i. Lưu ý, cần phải định vị cao độ
của điểm đang muốn tính ứng suất để xác định hi phù hợp.
w là trọng lượng riêng của nước, w = 10 kN/m3
.
zw là độ cao của cột nước tại điểm đang xét, với mốc là mực nước
ngầm. Nếu mực nước ngầm không hiện diện tại điểm tính ứng
suất thì zw = 0.
- Độ chặt tương đối:
Độ chặt được đặc trưng bởi hệ số rỗng e = Vw/Vs.
max
r
max min
e e
D x100%
e e



(3.2)
Nếu 0% < Dr < 33% thì  Rời
Nếu 33% < Dr < 66% thì  Chặt vừa

59. 44
Nếu 66% < Dr < 100% thì  Chặt (rất chặt)
- Các chỉ số cố kết:
NC (Normal Consolidation): Đất cố kết thường
OC (Over Consolidation): Đất cố kết trước
OCR (Over Consolidation Ratio): Tỷ số quá cố kết.
c
vo
'
OCR
'



(3.3)
Trong đó: c
'
 là ứng suất cố kết trước. Nếu OCR=1  Đất cố
kết thường OCR > 1  Đất cố kết trước.
Cố kết là hiện tượng mối quan hệ giữa quá trình thoát nước và sự
thay đổi thể tích lỗ rỗng.
Hiệu chỉnh kết quả thí nghiệm [18]
- Hiệu chỉnh theo năng lượng
60 E
N C N
 (3.4)
Với CE = 0.6 - 0.8, đối với Việt Nam CE = 0.7
- Hiệu chỉnh theo độ sâu (chỉ áp dụng đối với đất cát):
- Hiệu chỉnh theo năng lượng và độ sâu (chỉ áp dụng đối với đất cát):
1,60 E N
N C C N
 (3.5)
Với CN là hệ số phụ thuộc vào tên đất và trạng thái.
Khi đất cát NC có trạng thái chặt vừa, CN xác định theo công thức
của Skempton (1986).
N
vo
200
C
100 '

 
(3.6)
Khi đất cát NC có trạng thái chặt đến rất chặt, CN xác định theo
công thức của Skempton (1986).

60. 45
N
vo
300
C
200 '

 
(3.7)
3.1.7. Ứng dụng thí nghiệm
3.1.7.1. Đánh giá trạng thái của đất, từ đó, xác định sơ bộ vị trí đặt
móng hoặc mũi cọc [17]
Bảng 3.1: Phân loại trạng thái đất cát theo chỉ số SPT
Giá trị N (số búa) Trạng thái của đất cát
0 - 4 Rất xốp (rất rời rạc)
4 -10 Xốp (rời rạc)
10 - 30 Chặt vừa
30 - 50 Chặt
> 50 Rất chặt
Bảng 3.2: Phân loại trạng thái đất sét theo chỉ số SPT
Giá trị n (số búa) Trạng thái đất sét Độ bền qu(kg/cm2
)
< 2 Chảy < 0.25
2 - 4 Dẻo chảy 0.25 - 0.5
4 - 8 Dẻo mềm 0.5 – 1.0
8 - 15 Dẻo cứng 1.0 – 2.0
15 - 30 Nửa cứng 2.0 – 4.0
> 30 Cứng > 4.0

61. 46
3.1.7.2. Xác định các công thức tương quan cho góc ma sát trong ,
mô đun biến dạng
Các khái niệm:
- Ma sát là đặc trưng cho sự chống trượt. Góc ma sát trong là đặc
trưng sức chống cắt của đất.
- Mô đun biến dạng đặc trưng cho tốc độ phản ứng của đất đối với
tác nhân. Mô đun này phụ thuộc vào trạng thái ứng suất tác động.
Các công thức tương quan:
- Góc ma sát trong [18] (chỉ áp dụng cho đất cát): Thường sử
dụng công thức của Schmertmann. Lưu ý, N1,60 là hiệu chỉnh theo
năng lượng và độ sâu, N60 chỉ hiệu chỉnh theo năng lượng.
Theo Schmertmann (1975), nếu ’vo < 100kPa thì góc ma sát
trong.
0.34
1 60
N
' tan
32.5
  
   
 
(3.8)
Theo Schmertmann (1975), nếu ’vo  100kPa thì góc ma sát
trong.
0.34
1 60
vo
N
' tan
'
12.2 20.3
100

 
 
   

 

 
(3.9)
- Giá trị mô đun biến dạng [11]:
 
 
60
a c N 6
E MPa
10
 
 (3.10)
Trong đó:
a là hệ số, được lấy bằng 40 khi N >15; lấy bằng 0 khi N <15.
c là hệ số, được lấy phụ thuộc vào loại đất như sau:
 Lấy bằng 3.0 với đất loại sét.

62. 47
 Lấy bằng 3.5 với đất cát mịn.
 Lấy bằng 4.5 với đất cát trung.
 Lấy bằng 7.0 với đất cát thô.
 Lấy bằng 10.0 với đất cát lẫn sạn sỏi.
 Lấy bằng 12.0 với đất sạn sỏi lẫn cát.
3.2. THÍ NGHIỆM XUYÊN TĨNH CPTu (TCVN 9352:2012)
3.2.1. Mục đích của thí nghiệm
- Phân loại đất và nhận diện địa tầng (nhận diện địa tầng nhanh
chóng, liên tục và có thể nhận biết các thấu kính bất thường trong
địa tầng).
- Xác định hệ số cố kết theo phương ngang Ch (cố kết là mối
quan hệ giữa tốc độ thoát nước và tốc độ biến dạng thể tích).
3.2.2. Phạm vi sử dụng và khối lượng khảo sát
3.2.2.1. Phạm vi sử dụng
Chỉ sử dụng trong đất dính và đất rời có hàm lượng các hạt lớn hơn
10mm nhỏ hơn 25%.
3.2.2.2. Khối lượng khảo sát
- Khoảng cách và số lượng điểm xuyên trong phạm vi một ngôi nhà
hoặc nhóm nhà giống được xác định theo Bảng A.4, TCVN
9352:2012.
Bảng 3.3: Khối lượng khảo sát thí nghiệm CPT/CPTu
Cấp
nhà
Mức độ phức
tạp của điều
kiện ĐCCT
Khoảng cách trung
bình giữa các điểm
xuyên (m)
Số lượng điểm xuyên
tối thiểu cho một nhà
(nhóm nhà)
Đơn giản 25 8
I Trung bình 15 10
Phức tạp 10 12