BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
NĂM XÂY DỰNG VÀ PHÁT TRIỂN

60

LÊ PHƯƠNG BÌNH
NGUYỄN TỔNG
PHẠM ĐỨC THIỆN

KHẢO SÁT VÀ THÍ NGHIỆM ĐẤT

NHÀ XUẤT BẢN
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH


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

2


LỜI NĨI 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 phịng.
Tài liệu gồm bốn chương, nhằm cung cấp các kiến thức liên quan
đến công tác khảo sát địa kỹ thuật, cơng tác thí nghiệm hiện trường và thí
nghiệm đất trong phịng 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 phịng thí nghiệm.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong q trình biên soạn, nhưng chắc
chắn sẽ khơng tránh khỏi cịn 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 lịng liên hệ: Bộ mơn Cơ học đất – Nền
móng, Khoa Xây dựng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ
Chí Minh. Email:

Nhóm tác giả

i


ii



MỤC LỤC
LỜI NĨI ĐẦU........................................................................................... i
CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠNG TÁC KHẢO SÁT ĐỊA
CHẤT........................................................................................................ 1
1.1. MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ, PHƯƠNG PHÁP KHẢO ĐỊA
CHẤT CƠNG 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 THƠNG TIN CƠNG TRÌNH............................. 9
1.4. SỐ LƯỢNG HỐ KHOAN TỐI THIỂU VÀ CÁCH THỨC
BỐ TRÍ...............................................................................................9
1.4.1. Cơng trình dân dụng và công nghiệp (TCVN 9363:2012

& TCXD 112:1984)............................................................................... 9
1.4.1.1. Giai đoạn thiết kế cơ sở................................................. 9
iii


1.4.1.2. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật........................................... 10
1.4.2. Cơng 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. Cơng trình dân dụng và cơng 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. Cơng 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 ngồi hiện trường
được sử dụng trong khảo sát địa chất cơng 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 cơng 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
iv


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 CỦA PHƯƠNG PHÁP KHOAN
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
v


3.1.7.2. Xác định các cơng thức tương quan cho góc ma
sát trong ϕ, mơ 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 khơng thốt 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
vi


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 PHỊNG 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 vịng....... 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 tốn 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 tốn 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 tốn kết quả......................................................... 78
4.3.3. Thí nghiệm xác định giới hạn dẻo của đất................................ 79
vii


4.3.3.1. Tiến hành thí nghiệm................................................... 79
4.3.3.2. Tính tốn 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 tốn 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 tốn kết quả......................................................... 89
4.4.6.5. Nhận xét đánh giá........................................................ 91
4.4.6.6. Các bảng tra phục vụ tính tốn.................................... 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
ĐẤT96
4.5.1. Đại cương.................................................................................. 96
4.5.2. Thiết bị thí nghiệm.................................................................... 97
4.5.3. Chuẩn bị thí nghiệm.................................................................. 98
viii



4.5.4. Tiến hành thí nghiệm................................................................. 98
4.5.5. Tính tốn 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 - khơng thốt 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 tốn 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

ĩx


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 khơ γd(bh) tương ứng khối lượng

riêng của đất........................................................................ 101
Bảng 4.7: Bảng tra tham khảo............................................................. 102

x


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 xun cơn thơng dụng....................................... 50
Hình 3.5: Quy trình thí nghiệm xun cơn........................................... 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 tơng 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

xi


Hình 4.9: Đường cong cấp phối hạt...................................................... 91
Hình 4.10: Thí nghiệm đầm chặt đất....................................................... 96
Hình 4.11: Khn 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 vịng........................................................... 107
Hình 4.17: Vịng ứng lực và đồng hồ đo biến dạng.............................. 107

xii


CHƯƠNG 1
ĐẠI CƯƠNG VỀ CÔNG TÁC KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT

1.1. MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ, PHƢƠNG PHÁP KHẢO ĐỊA CHẤT
CƠNG 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 hố vị trí xây dựng các hạng mục cơng trình và tính tốn
thiết kế nền móng cơng trình.
1.1.1.3. Giai đoạn thiết kế bản vẽ thi công – Khảo sát phục vụ thi cơng
-

Được tiến hành trước hoặc trong q trình thi cơng cơng trình.

-


Kiểm tra và chính xác hố 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.
1


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 cơng 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 hố học và đánh giá khả năng ăn mòn đối với các
kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.

Phần hố đào sâu:

2

-

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 mơ hình tính tốn thiết kế.

-


Làm rõ hiện trạng, đặc điểm kết cấu và khả năng biến dạng đối
với các cơng trình lân cận và cơng trình ngầm do thi cơng 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
cơng trình.

-

Cung cấp các thơng số, điều kiện địa chất thuỷ văn phục vụ tính
tốn chống giữ và chống thấm cho thành và đáy hố đào.


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
mơi trường và cơng 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 cơng
-

Bổ sung hoặc làm chính xác một số thơng 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 cơng.

-

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 phịng
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 phịng với mẫu đất nguyên trạng xác định các
chỉ tiêu phân loại đất, độ bền và tính biến dạng của các loại đất;
3


-

Phân tích hố 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 xun động được kết hợp để chính xác hố 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 dị. Ngồi
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 mịn 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 cơng trình, bao gồm:

4

-

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.


-

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 cơng trình thì mức độ phức tạp của điều
kiện địa chất cơng 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 cơng
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,
khơng 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 khơng q 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
5


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,
khơng 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
khơng có quy luật
theo diện và theo
chiều sâu.

Địa
chất
thủy
văn

Khơng 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
nơng nhưng ít động

thái biến đổi, đơi
khi gặp nước có áp,
nước có tính chất ăn
mịn hoặc ăn mịn
yếu.

Nước ngầm và nước
áp lực nằm nơng
hoặc lộ ra trên mặt
đất. Động thái biến
đổi mạnh. Nước có
tính chất ăn mịn bê
tơng và kim loại.

Ít gặp

Thường xun

Các q Khơng có
trình và
hiện
tượng
địa chất
vật lý
bất lợi

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 cơng trình, đưa ra kết luận
6


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 Phức
gian
tạp

Vùng (địa điểm) xây dựng nằm
trong một đơn nguyên địa mạo
Vùng (địa điểm) xây dựng nằm
trong một số đơn ngun địa mạo
có chung một nguồn gốc hình
thành
Địa hình, Vùng (địa điểm) xây dựng nằm
địa mạo trong một số đơn ngun địa mạo
có nguồn gốc hình thành khác nhau

Địa hình bằng phẳng, hơi dốc,
khơng bị chia cắt
Mặt địa hình nghiêng, chia cắt ít.
Mặt địa hình gồ ghề, chia cắt mạnh.
Có khơng q hai lớp đất đá khác
nhau về thành phần thạch học.
Có khơng q bốn lớp đất đá khác
nhau về thành phần thạch học.
Cấu trúc
địa chất
(trong
đới
tương
tác)

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.
7


Các yếu
tố


Tiêu chí
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.
Ở phạm vi một lớp đất đá, các chỉ
tiêu cơ lý của chúng thay đổi ít,
khơng có quy luật theo chiều ngang
và theo chiều sâu.

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 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 khơng có quy
luật theo diện và theo chiều sâu.
Khơng có nước ngầm hoặc có tầng
chứa nước ngầm nhưng nằm sâu và
có đặc trưng địa chất thủy văn
tương đối ổn định.

Địa chất
thủy văn


Nước ngầm nằm nơng nhưng ít
động thái biến đổi, đơi khi gặp
nước có áp , nước có tính chất ăn
mịn hoặc ăn mịn yếu.
Nước ngầm và nước áp lực nằm
nơng hoặc lộ ra trên mặt đất. Động
thái biến đổi mạnh. Nước có tính
chất ăn mịn bê tơng và kim loại.

8

Đơn
giản

Trung Phức
gian
tạp


Các yếu
tố
Các q
trình và
hiện
tượng
địa chất
vật lý
bất lợi


Tiêu chí

Đơn
giản

Trung Phức
gian
tạp

Khơng có

Ít gặp
Thường xun

1.3. CÁCH XÁC ĐỊNH THƠNG TIN CƠNG TRÌNH
Các thơng tin cần cung cấp như sau:
(1) Loại nhà, cơng 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 cơng trình.
(4) Giải pháp nền móng cơng trình: Móng nơng (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. Cơng trình dân dụng và cơng 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 cơng trình.
9


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 cơng trình, cấp loại cơng trình, kích thước
mặt bằng nhà và tính nhạy cảm với sự lún khơng đều của đất
nền (Xem chi tiết ở Phụ lục D, TCVN 9363:2012).

-

Số lượng các điểm khảo sát khống chế khơng được ít hơn 1/3 số
lượng điểm khảo sát.

-

Số lượng điểm khoan lấy mẫu và thí nghiệm hiện trường khơng
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, cơng trình quan trọng, nhạy
cảm với độ lún và lún lệch:
- Khoảng cách khoan thông thường từ 20m đến 30m, có thể bổ sung
xun với khoảng cách trung bình 10m;
- u cầu có khơng ít hơn ba điểm thăm dị cho một nhà riêng rẽ và
khơng 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.
10