Chương 4: Đặc trưng kỹ thuật của đất và đá trong xây dựng môn Địa chất công trình | Trường Đại học Thủy Lợi

Chương 4
NHỮNG ĐẶC TRƯNG KỸ THUẬT CỦA ĐẤT VÀ ĐÁ Nội dung:
4.1. Phân loại đất đá trong xây dựng công trình
4.2. Nguồn gốc hình thành đất
4.3. Các tính chất cơ lý của đất
4.4. Một số tính chất đặc thù của đất
4.5. Các loại đất đặc biệt và vấn đề cần lưu ý khi khảo sát, thiết kế
4.6. Tính chất cơ lý của mẫu đá và của khối đá
4.7. Các hệ thống kẽ nứt ở trong đá và ảnh hưởng của chúng
4.8. Các vấn đề cần lưu ý khi khảo sát, đánh giá nền đá
¤ 4.1. PHÂN LOẠI ĐẤT ĐÁ TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
1. Mục đích phân loại:
• Để phân chia toàn bộ đất đá trong vỏ
Quả đất thành từng nhóm theo các dấu
hiệu về nguồn gốc, thạch học và tính
chất, từ đó có thể lập các bản đồ, mặt cắt
địa chất công trình và đánh giá được đất
đá về mặt địa chất công trình.
• Để xác định thành phần, khối lượng,
phương pháp và phương hướng nghiên
cứu đất đá về mặt địa chất công trình.
• Để lựa chọn phương pháp cải tạo tính chất đất đá. 2. Cơ sở phân loại
§ Dựa vào thành phần đất đá • Thành phần hạt
• Thành phần khoáng vật
§ Dựa vào các tính chất vật lý – cơ học
§ Dựa vào các tính chất đối với nước
3. Các cách phân loại
a. Phân loại tổng quát
- Dựa vào tổ hợp nhiều thông tin
- Sử dụng được cho nhiều lĩnh vực - Phân loại kém chi tiết
b. Phân loại chuyên môn
- Dựa vào chỉ một hoặc một số ít chỉ tiêu của đất đá
- Chỉ dùng cho một mục đích chuyên môn hẹp
4. Phân loại tổng quát của Xavarenxki
Đá: Loại vật liệu cấu tạo nên vỏ quả đất trong đó
các hạt khoáng vật được liên kết với nhau bởi
liên kết cứng (ion, hoá trị, xi măng) - Đá cứng - Đá nửa cứng
Đất: loại vật liệu rời hoặc giữa các hạt chỉ có liên kết keo nước - Đất mềm dính - Đất rời xốp
Đất đá có thành phần, tính chất đặc biệt
- Đất yếu (bùn, than bùn, đất chảy...) - Đá có tính hoà tan
5. Các phân loại chuyên môn
1. Phân loại đất theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD: 45-78
- Đất hạt thô: cuội, sỏi, cát theo kích thước nhóm hạt chiếm ưu thế
- Đất hạt mịn: sét, sét pha, cát pha theo chỉ số dẻo
2. Phân loại đất theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD 5747:1993
3. Các phân loại không thành tiêu chuẩn riêng
- Theo sự ổn định của đất đá ở mái dốc
- Theo khả năng chịu tải - Theo khả năng khai thác
- Theo độ kiên cố, chống lại lực phá hoại
- Theo mức độ ngấm nước
Phân loại đất nền theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD: 45-78 1. Nhóm đất rời Tên đất Tiêu chuẩn phân loại Dăm, cuội
Trọng lượng các hạt có d>10mm trên 50% Sỏi, sạn
Trọng lượng các hạt có d>2mm trên 50% Cát sỏi
Trọng lượng các hạt có d>2mm trên 25% Cát thô
Trọng lượng các hạt có d>0,5mm trên 50% Cát vừa
Trọng lượng các hạt có d>0,25mm trên 50% Cát nhỏ
Trọng lượng các hạt có d>0,1mm trên 75% Cát bụi
Trọng lượng các hạt có d>0,1mm dưới 75%
Để xác định tên đất cần cộng dồn số phần trăm lượng chứa của các hạt 2. Nhóm đất dính Hàm lượng Tên đất Chỉ số dẻo hạt sét, % Đất sét A > 17 >30 Đất sét pha 17 ≥ A > 7 30 ÷ 10 Đất cát pha 7 ≥ A > 1 10 ÷ 3
Khi không có sự tương thích giữa chỉ số dẻo và hàm lượng hạt sét thì tên
đất xác định theo chỉ số dẻo
Phân loại đất nền theo tiêu chuẩn xây dựng TCVN: 5747:1993
Nhóm 1 - Đất cuội sỏi-hơn 50% lượng hạt thô có kích thước lớn hơn 2mm Định nghĩa Điều kiện Ký hiệu Tên đất C =D /D >4 u 60 10 Đất sỏi sạn cấp Trọng lượng GW phối tốt hạt d<0,08mm 1c 30 ít hơn 5%
Một trong hai điều kiện Đất sỏi sạn cấp GP của GW không thoả mãn phối kém Trọng lượng
Chỉ số dẻo dưới đường A GM Sỏi lẫn bụi hạt d<0,08mm hay I <4 p nhiều hơn
Chỉ số dẻo trên đường A 12% GC Sỏi lẫn sét với Ip >7
Nhóm 2- Đất cát: hơn 50% lượng hạt thô có kích thước <2mm Định nghĩa Điều kiện Ký Tên đất hiệu C =D /D >6 u 60 10 Cát cấp phối SW Trọng lượng 1tốt c 30 hạt có đk d<0,08mm ít Một trong hai điều Cát cấp phối hơn 5% kiện của SW không SP kém thoả mãn Trọng lượng
chỉ số dẻo nằm dưới SM Cát lẫn sét hạt có đk đường A hoặc Ip<5 d<0,08mm chỉ số dẻo nằm trên Cát lẫn sét cấp nhiều hơn đường A hoặc Ip>7 SC phối kém 12%
Phân loại đất dính theo biểu đồ dẻo
Biểu đồ dẻo Ip=0,73(Wch-20) 60 50 I ẻo p 40 ố d Đất sét 30 ỉ s Đất bụi 20 Ch 10 CL-ML 0 0 20 40 60 80 100 Giới hạn chảy Wch
Yêu cầu cần đạt được
- Mục đích và cơ sở phân loại đất đá
trong lĩnh vực xây dựng công trình - Phân loại đất đá tổng quát của Xavarenxki
- Phân loại đất nền theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD 45-78 ¤ 4.2. NGUỒN GỐC HÌNH THÀNH ĐẤT Nội dung: 1. Đất tàn tích 2. Đất trầm tích
3. Đất sườn tích, sườn tàn tích 1. Đất tàn tích
§ Được hình thành do quá trình phong hoá đá,
vì vậy phụ thuộc chặt chẽ vào loại và thành phần đá gốc ban đầu
- Đất phong hoá từ đá magma thành phần và
tính chất khá thuần nhất
- Đất phong hoá từ đá trầm tích vụn keo kết
xen kẹp thì rất không đồng nhất
- Đất phong hoá từ đá biến chất thì có thể
đồng nhất hoặc không, phụ thuộc thành phần của đá gốc
Phong hoá hoá học đá magma cho sản phẩm đồng nhất ¡ Silicate minerals weather by hydrolysis to form CLAY. ¡ Feldspar alters to clay (kaolinite) plus dissolved materials (ions)
Phong hoá không đều của các lớp đá trầm tích xen kẹp
§ Trong đất thường chứa nhiều hạt thô
với kích thước và hàm lượng tăng dần theo chiều sâu
§ Thành phần và tính chất của đất biến
đổi mạnh cả theo không gian và theo chiều sâu
§ Một số loại đất phong hoá thường có
tính chất đặc biệt (lún sập, trương nở)