sao cho khối lượng khảo sát vừa đủ yêu cầu kỹ thuật, đừng làm thừa. Trừ khi ông chủ thừa tiền!
- Kiến thức Cơ học đất, nền móng
- Kinh nghiệm khảo sát: các công tác thực tế phổ biến trên thị trường mà các nhà thầu khảo sát có thể làm
- Kinh nghiệm thiết kế nền móng
- Các tiêu chuẩn: sống và làm việc theo Pháp luật
Bước 1: Xác định phạm vi khảo sát
Phạm vi là khảo sát cái gì, quy mô rộng hẹp thế nào.
Xuất phát từ tổng mặt bằng Kiến trúc công trình, thông thường có (nhiều) khối nhà chính và phần ngoài nhà. Ngoài nhà thường có các công trình phụ trợ: trạm điện, bể ngầm, …; hạ tầng: sân, đường, hố ga...
Nguyên tắc là hạng mục nào cần có móng (VD nhà), nền (VD đường) thì phải có dữ liệu để thiết kế. Nghĩa là phải khảo sát cho nó.
Xuất phát từ tổng mặt bằng Kiến trúc công trình, thông thường có (nhiều) khối nhà chính và phần ngoài nhà. Ngoài nhà thường có các công trình phụ trợ: trạm điện, bể ngầm, …; hạ tầng: sân, đường, hố ga...
Nguyên tắc là hạng mục nào cần có móng (VD nhà), nền (VD đường) thì phải có dữ liệu để thiết kế. Nghĩa là phải khảo sát cho nó.
Bước 2: Dự kiến trong đầu loại móng
Bước này kinh nghiệm lên ngôi, thể hiện cảm giác nghề nghiệp của người kỹ sư thiết kế.
Ví dụ nhà 20 tầng xây ở Hà Nội thì khó có thể làm móng nông mà nghĩ ngay đến móng cọc. Nhưng nếu nhà xây trên núi thì có thể làm móng nông tựa đá. Đã là móng cọc thì mũi cọc phải vào đất tốt. Đất tốt không sâu lắm thì làm cọc ép là thông thường, còn nếu sâu quá thì cọc nhồi. Vậy là phải có dữ liệu địa chất sâu hơn rồi.
Các công trình ngoài nhà thường tải trọng không lớn bằng nên móng cũng nông và nhỏ hơn. Trong đầu nghĩ ngay khảo sát phần này cần ít hơn so với trong nhà.
Dữ liệu đất và nền móng của các công trình lân cận cũng cấu thành Kinh nghiệm. Thu thập dữ liệu đi🔍. Nếu bạn chưa từng làm công trình nào tại khu vực đó thì hỏi đồng nghiệp, bí quá thì hỏi google.
Công tác khảo sát để có dữ liệu theo chiều sâu nhà địa chất phải tiến hành khoan xuống đất ở các điểm do thiết kế yêu cầu.
Tất nhiên là không làm các hố khoan san sát cạnh nhau trên suốt diện tích phạm vi khảo sát. Cần giới hạn số lượng hố khoan tối thiểu. Số lượng tối thiểu phụ thuộc khoảng cách tối đa Dmax giữa các hố khoan mà Tiêu chuẩn cho phép.
Dmax phụ thuộc các yếu tố:
- Loại móng dự kiến (ở bước 2)
+ Móng nông: TCVN 9363:2012 phụ lục D.
+ Móng cọc: TCVN 10304:2014 mục 5, phụ lục D.
- Giai đoạn thiết kế chuẩn bị tiến hành: thiết kế cơ sở (TKCS), thiết kế kỹ thuật (TKKT) hay thiết kế bản vẽ thi công(TKBVTC). Thiết kế cơ sở thì số lượng ít hơn (Dmax lớn hơn)
- Kết cấu chịu lực bên trên (dự kiến ở bước 2) có phức tạp không, tải trọng lớn hay nhỏ, phân bố đều hay dễ gây lún lệch, …
- Dữ liệu tham khảo thu thập ở bước 2: có nhiều thông tin không, thông tin cho thấy địa chất khu vực đó phức tạp không.
Phức tạp đến đâu không phải cảm tính mà theo tiêu chuẩn: phụ lục 2 TCVN 4419:1987 phân thành cấp phức tạp I, II, III.
Sau khi xác định được Dmax tiêu chuẩn yêu cầu ứng với công trình của mình, vẽ các vòng tròn đường kính Dmax lên tổng mặt bằng công trình. Vẽ đến khi diện tích trong tất cả các vòng tròn này ôm trùm lên phạm vi khảo sát. Lúc đó ta có số lượng hố khoan tối thiểu.
💎VD1: cho thiết kế móng nông
Mục đích khảo sát cho giai đoạn TKBVTC nên theo phụ lục D của TCVN 9363:2012, bảng D.1. Địa điểm xây dựng ở Phú Quốc, dựa trên thu thập thông tin các công trình xung quanh có địa chất không phức tạp, cấp phức tạp địa chất là cấp I. Tra bảng D.1 cho nhà dưới 9 tầng, lưới khoan khảo sát là 70x70m. Tức là Dmax=70m.
Tiến hành vẽ các vòng tròn bán kính 70m lên trên tổng mặt bằng như hình trên đây. Để phủ hết các công trình cần khảo sát cần số lượng hố khoan là 23 hố.
💎VD2: cho thiết kế móng cọc
Theo TCVN 10304:2014, phụ lục F, công trình thuộc tầm quan trọng cấp II (nhà sản xuất).
Dựa trên dữ liệu thu thập địa chất xung quanh, theo phụ lục D.1, mức độ phức tạp của điều kiện đất nền là loại 1: nền gồm nhiều lớp gần như song song với nhau, trong phạm vi mỗi lớp tính chất đất đồng nhất.
Theo bảng D.1 thì Dmax=50m. Người thiết kế xét thấy vậy số lượng hố khoan hơi nhiều quá, vì mặt bằng nhà xưởng rất rộng trong khi chỉ có 1-2 tầng, tải trọng chân cột không lớn lắm. Vì phụ lục D cũng không mang tính bắt buộc (có chữ tham khảo). Nên lấy theo phụ lục D.1 của TCVN 10304:2014 với tải trọng chân cột, Dmax=70m.
Ví dụ nhà 20 tầng xây ở Hà Nội thì khó có thể làm móng nông mà nghĩ ngay đến móng cọc. Nhưng nếu nhà xây trên núi thì có thể làm móng nông tựa đá. Đã là móng cọc thì mũi cọc phải vào đất tốt. Đất tốt không sâu lắm thì làm cọc ép là thông thường, còn nếu sâu quá thì cọc nhồi. Vậy là phải có dữ liệu địa chất sâu hơn rồi.
Các công trình ngoài nhà thường tải trọng không lớn bằng nên móng cũng nông và nhỏ hơn. Trong đầu nghĩ ngay khảo sát phần này cần ít hơn so với trong nhà.
Dữ liệu đất và nền móng của các công trình lân cận cũng cấu thành Kinh nghiệm. Thu thập dữ liệu đi🔍. Nếu bạn chưa từng làm công trình nào tại khu vực đó thì hỏi đồng nghiệp, bí quá thì hỏi google.
Bước 3: Xác định số lượng hố khoan
Công tác khảo sát để có dữ liệu theo chiều sâu nhà địa chất phải tiến hành khoan xuống đất ở các điểm do thiết kế yêu cầu.
Tất nhiên là không làm các hố khoan san sát cạnh nhau trên suốt diện tích phạm vi khảo sát. Cần giới hạn số lượng hố khoan tối thiểu. Số lượng tối thiểu phụ thuộc khoảng cách tối đa Dmax giữa các hố khoan mà Tiêu chuẩn cho phép.
Dmax phụ thuộc các yếu tố:
- Loại móng dự kiến (ở bước 2)
+ Móng nông: TCVN 9363:2012 phụ lục D.
+ Móng cọc: TCVN 10304:2014 mục 5, phụ lục D.
- Giai đoạn thiết kế chuẩn bị tiến hành: thiết kế cơ sở (TKCS), thiết kế kỹ thuật (TKKT) hay thiết kế bản vẽ thi công(TKBVTC). Thiết kế cơ sở thì số lượng ít hơn (Dmax lớn hơn)
- Kết cấu chịu lực bên trên (dự kiến ở bước 2) có phức tạp không, tải trọng lớn hay nhỏ, phân bố đều hay dễ gây lún lệch, …
- Dữ liệu tham khảo thu thập ở bước 2: có nhiều thông tin không, thông tin cho thấy địa chất khu vực đó phức tạp không.
Phức tạp đến đâu không phải cảm tính mà theo tiêu chuẩn: phụ lục 2 TCVN 4419:1987 phân thành cấp phức tạp I, II, III.
Sau khi xác định được Dmax tiêu chuẩn yêu cầu ứng với công trình của mình, vẽ các vòng tròn đường kính Dmax lên tổng mặt bằng công trình. Vẽ đến khi diện tích trong tất cả các vòng tròn này ôm trùm lên phạm vi khảo sát. Lúc đó ta có số lượng hố khoan tối thiểu.
Ví dụ thực tế
💎VD1: cho thiết kế móng nông
Mục đích khảo sát cho giai đoạn TKBVTC nên theo phụ lục D của TCVN 9363:2012, bảng D.1. Địa điểm xây dựng ở Phú Quốc, dựa trên thu thập thông tin các công trình xung quanh có địa chất không phức tạp, cấp phức tạp địa chất là cấp I. Tra bảng D.1 cho nhà dưới 9 tầng, lưới khoan khảo sát là 70x70m. Tức là Dmax=70m.
Tiến hành vẽ các vòng tròn bán kính 70m lên trên tổng mặt bằng như hình trên đây. Để phủ hết các công trình cần khảo sát cần số lượng hố khoan là 23 hố.
💎VD2: cho thiết kế móng cọc
Theo TCVN 10304:2014, phụ lục F, công trình thuộc tầm quan trọng cấp II (nhà sản xuất).
Dựa trên dữ liệu thu thập địa chất xung quanh, theo phụ lục D.1, mức độ phức tạp của điều kiện đất nền là loại 1: nền gồm nhiều lớp gần như song song với nhau, trong phạm vi mỗi lớp tính chất đất đồng nhất.
Theo bảng D.1 thì Dmax=50m. Người thiết kế xét thấy vậy số lượng hố khoan hơi nhiều quá, vì mặt bằng nhà xưởng rất rộng trong khi chỉ có 1-2 tầng, tải trọng chân cột không lớn lắm. Vì phụ lục D cũng không mang tính bắt buộc (có chữ tham khảo). Nên lấy theo phụ lục D.1 của TCVN 10304:2014 với tải trọng chân cột, Dmax=70m.
Bước 4: Xác định chiều sâu hố khoan khảo sát
Tương tự phần Số lượng, chiều sâu khoan cũng cần tối thiểu Lmin, vừa đủ theo yêu cầu của tiêu chuẩn. Nguyên tắc chung là Lmin lớn hơn chiều sâu nén lún của nền (vị trí tắt lún theo tính toán lún của móng). Cái này đòi hỏi kiến thức và kinh nghiệm của kỹ sư thiết kế để phán đoán. Tiêu chuẩn cũng quy định một vài trường hợp nhất định:
- Móng nông: TVCN 9363:2012 mục 5.3.7.2, phụ lục C cho giai đoạn TKCS
Lmin lớn hơn chiều sâu tắt lún (đới chịu nén) tối thiểu 1-2m
- Móng cọc: TCVN 10304:2014 mục 5.11
Vì khó mà dự báo độ sâu tắt lún của móng cọc trong giai đoạn này (trừ khi cảm giác kỹ sư siêu rồi😎), tiêu chuẩn quy định lấy Lmin từ chiều sâu mũi cọc dự kiến Lcọc, tuỳ vào độ lớn đài cọc (nhóm cọc): đài nhỏ, lớn, bè cọc. Cũng không quên lưu ý Lmin phải xuyên qua các lớp đất yếu phía dưới.
Dự kiến chiều mũi cọc Lcọc thế nào, để cho người khảo sát hình dung. Vì trong khi khoan cũng đồng thời tiến hành thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) theo từng độ sâu. Có thể dùng số liệu NSPT làm chỉ báo cho người khảo sát về Lcọc.
+ Cọc đóng/ép: kinh nghiệm cho thấy Lcọc ở NSPT>20 là đủ tốt để dừng mũi cọc
+ Cọc khoan nhồi: mũi cọc thông thường tựa vào cuội sỏi hay các lớp đất rất tốt, Lcọc sâu hơn điểm bắt đầu gặp NSPT=100 bao nhiêu tuỳ sức chịu tải thiết kế dự kiến cho 1 cọc.
+ Cọc chống vào đá:
TCVN 9363:2012 mục 5.3.7.3. Phải khoan liên tục trong đá không phong hoá ít nhất 3m hay tối thiểu 5m từ khi khoan chạm đá, nếu gặp đá phong hoá hoặc hang Karst thì tiếp tục khoan xuyên qua.
- Hố đào tầng hầm: TCVN 9363:2012 mục 5.3.7.6
Thông thường Lmin tối thiểu bằng 2-3 lần chiều sâu hố đào
Các điều trên cho thấy Lmin không phải con số tuyệt đối là bao nhiêu mét, mà là tương đối sâu hơn bao nhiêu so với điểm “cảm thấy đất đủ tốt”. Cũng có nghĩa chiều sâu dừng khoan quyết định trên hiện trường tuỳ vào điểm đó gặp ở độ sâu nào.
Tuyệt nhất là có dữ liệu kết quả khảo sát của công tình xung quanh. Có thể dùng chiều sâu khảo sát của dữ liệu đó làm căn cứ về con số tuyệt đối của Lmin cho công trình mới, giúp người khảo sát dễ hình dung hơn (và cũng dễ chào giá hơn).
Quay lại 2 ví dụ ở trên để xác định chiều sâu khảo sát:
💎VD1: móng nông
Từ kinh nghiệm tính lún theo địa chất xung quanh, với tải trọng công trình tắt lún ở độ sâu 13m. Theo TCVN 9363:2012 mục 5.3.7.2, có thể dừng khoan khảo sát ở 15m (thêm 2m nữa). Để cho cẩn thận khống chế giá trị NSPT gặp ở 15m để tránh gặp lớp đất yếu dưới chiều sâu này gây lún lệch bất lợi, do công trình có tầng hầm dài. Dùng NSPT để khống chế giúp người khảo sát dễ hiểu điều kiện dừng khoan hơn.
💎VD2: móng cọc ép
theo điều 5.11 TCVN 10304:2014, khoan tối thiểu thêm 10m dưới mũi cọc do dự kiến các đài cọc chịu tải trọng không quá 3MN một chân cột. Mũi cọc quy định là khi bắt đầu gặp NSPT≥30. Vậy Lmin bằng điểm bắt đầu gặp NSPT≥30 xuống thêm 10m nữa thì người khảo sát có thể dừng khoan.
Dựa trên dữ liệu thu thập địa chất xung quanh, 15m là bắt đầu gặp NSPT≥30. Lấy 25m làm giá trị tham khảo cho Lmin để nhà thầu Khảo sát làm cơ sở chào giá ban đầu trong đề cương khảo sát của mình.
Bước 5: Các chỉ tiêu cần thí nghiệm
🗂Các chỉ tiêu tối thiểu:
Nhà nào cũng phải làm, bao gồm các kết quả từ thí nghiệm trong phòng (từ các mẫu lấy trực tiếp từ hố khoan về) và tại hiện trường, như bảng dưới đây
Lưu ý các lớp đất loại cát rất khó lấy mẫu nguyên dạng về phòng để thí nghiệm: cứ lôi lên là các hạt đất rời ra. Do đó việc đánh giá độ chặt, các đặc trưng biến dạng, cường độ nên dùng thí nghiệm SPT để suy ra thì phù hợp thực tế hơn.
Một số thí nghiệm hiện trường luôn cần làm:
+ Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT: khoan tới đâu thực hiện tới đó, rất thuận tiện và rẻ tiền. Nhưng kết quả của nó có rất nhiều tính ứng dụng: để phân chia các lớp đất, xác định tính chất cơ lý tốt xâú của đất ra sao. Cũng làm căn cứ dừng khoan khảo sát ở vị trí hiện tại được hay chưa (như bước 4).
+ Quan trắc mực nước ngầm, đo mực nước tĩnh nhằm cung cấp các thông tin về chế độ nước mặt, mực nước ngầm ổn định, vị trí tầng chứa nước. Các kết quả đo được sử dụng cho việc thiết kế thi công móng, hố đào, tường tầng hầm, đề xuất biện pháp làm khô đáy hố đào cho việc thi công.
+ Thí nghiệm xác định điện trở của đất thực hiện trong hố khoan theo các độ sâu, để cung cấp thông tin cho thiết kế chống sét, tiếp địa của bộ môn Điện.
Thiết kế cần thì yêu cầu. Vì chi phí💰 khá lớn nên cần cân nhắc kỹ khi TCVN bắt buộc hãy làm.
Ví dụ khi công trình có nhiều tầng hầm cần dữ liệu cho bài toán hố đào, cần thêm một số chỉ tiêu hơn tối thiểu như:
+ Thí nghiệm hút nước từ hố khoan nhằm xác định lưu lượng, hệ số thấm, độ dốc thuỷ lực và khả năng có thể sinh ra áp lực thuỷ động… phục vụ cho công tác thiết kế chống giữ và chống thấm cho thành và đáy hố đào, công tác thiết kế và thi công hạ mực nước ngầm.
+ Thí nghiệm nén 3 trục cho các mẫu đất trong phòng thí nghiệm, để xác định giá trị hữu hiệu của lực dính c và góc ma sát trong φ. Tốt nhất là thí nghiệm CD (cố kết thoát nước), nếu tiết kiệm hơn thì cũng phải làm CU (cố kết không thoát nước).
+ Thí nghiệm nén cố kết không nở hông trong phòng thí nghiệm với sơ đồ dỡ tải – gia tải lại để xác định các chỉ tiêu module biến dạng cho mô hình Hardening Soil nếu phải dùng phần mềm Plaxis cho bài toán hố đào.
Đây là sản phẩm của quá trình tư duy các bước trên, tư vấn thiết kế phải lập để làm căn cứ pháp lý. Từ đó CĐT gửi nhà thầu Khảo sát lập Đề cương khảo sát (Đề cương khác Nhiệm vụ à nhe), dự trù giá rổ khảo sát, và tiến hành Khảo sát.
Nhiệm vụ bao gồm phần viết (thuyết minh) và phần hình (vị trí, chiều sâu các hố khoan khảo sát chỉ định…)
Tẩt cả đều có trong file 🎁 đính kèm các ví dụ ở trên.
👓Tài liệu tham khảo:
1. TCVN 4419:1987 Khảo sát cho xây dựng - Nguyên tắc cơ bản
2. TCVN 9363:2012 Khảo sát cho xây dựng - Khảo sát địa kỹ thuật cho nhà cao tầng
3. TCVN 10304:2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế
4. Đất được tính thế nào khi thiết kế nền móng?
5. Xác định các đặc trưng cơ lý đất nền
6. Đặc trưng cơ lý đất nền cho Plaxis, Geo5
Lưu ý các lớp đất loại cát rất khó lấy mẫu nguyên dạng về phòng để thí nghiệm: cứ lôi lên là các hạt đất rời ra. Do đó việc đánh giá độ chặt, các đặc trưng biến dạng, cường độ nên dùng thí nghiệm SPT để suy ra thì phù hợp thực tế hơn.
Một số thí nghiệm hiện trường luôn cần làm:
+ Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT: khoan tới đâu thực hiện tới đó, rất thuận tiện và rẻ tiền. Nhưng kết quả của nó có rất nhiều tính ứng dụng: để phân chia các lớp đất, xác định tính chất cơ lý tốt xâú của đất ra sao. Cũng làm căn cứ dừng khoan khảo sát ở vị trí hiện tại được hay chưa (như bước 4).
+ Quan trắc mực nước ngầm, đo mực nước tĩnh nhằm cung cấp các thông tin về chế độ nước mặt, mực nước ngầm ổn định, vị trí tầng chứa nước. Các kết quả đo được sử dụng cho việc thiết kế thi công móng, hố đào, tường tầng hầm, đề xuất biện pháp làm khô đáy hố đào cho việc thi công.
+ Thí nghiệm xác định điện trở của đất thực hiện trong hố khoan theo các độ sâu, để cung cấp thông tin cho thiết kế chống sét, tiếp địa của bộ môn Điện.
🗂Các chỉ tiêu tuỳ chọn:
Thiết kế cần thì yêu cầu. Vì chi phí💰 khá lớn nên cần cân nhắc kỹ khi TCVN bắt buộc hãy làm.
Ví dụ khi công trình có nhiều tầng hầm cần dữ liệu cho bài toán hố đào, cần thêm một số chỉ tiêu hơn tối thiểu như:
+ Thí nghiệm hút nước từ hố khoan nhằm xác định lưu lượng, hệ số thấm, độ dốc thuỷ lực và khả năng có thể sinh ra áp lực thuỷ động… phục vụ cho công tác thiết kế chống giữ và chống thấm cho thành và đáy hố đào, công tác thiết kế và thi công hạ mực nước ngầm.
+ Thí nghiệm nén 3 trục cho các mẫu đất trong phòng thí nghiệm, để xác định giá trị hữu hiệu của lực dính c và góc ma sát trong φ. Tốt nhất là thí nghiệm CD (cố kết thoát nước), nếu tiết kiệm hơn thì cũng phải làm CU (cố kết không thoát nước).
+ Thí nghiệm nén cố kết không nở hông trong phòng thí nghiệm với sơ đồ dỡ tải – gia tải lại để xác định các chỉ tiêu module biến dạng cho mô hình Hardening Soil nếu phải dùng phần mềm Plaxis cho bài toán hố đào.
Bước 6: Viết nhiệm vụ khảo sát
Nhiệm vụ bao gồm phần viết (thuyết minh) và phần hình (vị trí, chiều sâu các hố khoan khảo sát chỉ định…)
Tẩt cả đều có trong file 🎁 đính kèm các ví dụ ở trên.
==============================
👓Tài liệu tham khảo:
1. TCVN 4419:1987 Khảo sát cho xây dựng - Nguyên tắc cơ bản2. TCVN 9363:2012 Khảo sát cho xây dựng - Khảo sát địa kỹ thuật cho nhà cao tầng
3. TCVN 10304:2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế
4. Đất được tính thế nào khi thiết kế nền móng?
5. Xác định các đặc trưng cơ lý đất nền
6. Đặc trưng cơ lý đất nền cho Plaxis, Geo5
Không tải được file đính kèm anh ơi, link bị hỏng mất rồi
Trả lờiXóaMình sửa lại rồi nhé. Cảm ơn bạn
Xóa