Khoan khảo sát

Khoan địa chất nhằm thu thập số liệu địa chất phục vụ cho công tác thiết kế, thi công các công trình xây dựng. Đây là phương pháp hữu hiệu nhất để đánh giá địa tầng của khu vực xây dựng. Trong quá trình khoan mẫu đất được lấy lên phục vụ cho các thí nghiệm trong phòng. Hiện nay phương pháp này vẫn là công cụ đắc lực cho công tác xây dựng ở Việt Nam cũng như trên toàn thế giới. Với số lượng hơn 10 máy khoan cùng đội ngũ kỹ thuật lành nghề, Portcoast-Geo luôn đáp ứng được yêu cầu tiến độ của Chủ đầu tư cũng như điều kiện khắc nghiệt của thời tiết.

Với công suất máy khoan 20HP đủ để tạo ra hố khoan đến 100m trong tầng đất, đá. Hố khoan được tạo bằng phương pháp khoan xoay kết hợp với bơm tuần hoàn dung dịch. Các thí nghiệm hiện trường cũng có thể thực hiện trong quá trình khoan như: Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT), Thí nghiệm cắt cánh trong hố khoan (FVST), Thí nghiệm nén ngang và một số thí nghiệm cần thiết khác. Ngoài ra, hố khoan địa chất còn phục vụ đắc lực cho công tác lắp đặt các thiết bị quan trắc địa kỹ thuật.

Thí nghiệm cắt cánh hiện trường (FVST)

Thí nghiệm cắt cánh hiện trường dùng để xác định sức kháng cắt không thoát nước của đất ở hiện trường, thí nghiệm được thực hiện trong ống bao hoặc trong hố khoan. Khi đưa cánh đến độ sâu thí nghiệm, tiến hành xoay cánh cắt đất với một tốc độ thích hợp, phản lực cắt đất được đo bằng vòng lực ở phía trên. Kết quả sau cùng là cường độ kháng cắt của đất ở độ sâu thí nghiệm.

Thí nghiệm cắt cánh hiện trường áp dụng đối với địa tầng đất sét có trạng thái chảy đến dẻo cứng, tùy theo trạng thái của đất mà kích thước cánh cắt được thay đổi cho phù hợp. Với số lượng 4 máy cắt hoạt động tốt, hệ cánh và ống bao được ép xuống bằng máy ép chuyên dụng có công suất 15 tấn, đảm bảo được các yêu cầu về tiến độ cho dự án.

Thí nghiệm xuyên tĩnh

Thí nghiệm xuyên tĩnh điện là một thiết bị đa năng và cho kết quả hiện trường nhanh nhất. Kết quả xuyên cho phép dự đoán địa tầng sơ bộ chính xác nhất mà không có một thiết bị nào có thể so sánh được. Số liệu được ghi nhận bằng sóng âm đến bộ thu dữ liệu đặt trên mặt đất, thiết bị được gắn trong đầu xuyên giúp cho người vận hành dễ dàng kiểm soát độ nghiêng trong quá trình xuyên.

Ngoài các số liệu cơ bản thu được như: sức kháng xuyên (qc), lực ma sát thành (fs),…thiết bị còn cho phép tiến hành thí nghiệm tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng tại hiện trường – một chỉ tiêu quan trọng trong tính toán hệ số cố kết ngang của đất (ch).

Với số lượng 04 mũi côn, 3 bộ thu dữ liệu C-Mon, PC-Mon và 4 dàn ép thủy lực từ 10 đến 20 tấn, Portcoast-Geo tự hào là đơn vị thực hiện nhiều mét xuyên nhất, luôn đáp ứng được những yêu cầu về khối lượng và tiến độ của Chủ đầu tư.

Thử động cọc (PDA)

Thiết bị PDA được thiết kế để ghi nhận và phân tích sóng cơ học truyền trong cọc thông qua các đầu dò gắn trên thân cọc bao gồm 2 đầu đo gia tốc (accelerometers) và 2 đầu đo biến dạng (strain gages). Dưới tác dụng của búa đóng cọc lên đầu cọc, sẽ xuất hiện sóng cơ học truyền từ đầu cọc xuống mũi cọc rồi phản xạ ngược lên. Do cọc ngập trong đất nên sóng phản xạ sẽ bị hao tổn khi đi qua các lớp đất xung quanh cọc. Thiết bị sẽ đo lường mức độ hao tổn và đưa vào mô hình đất nền tương ứng. Từ đó sẽ đánh giá được khả năng chịu tải của cọc bao gồm sự phân bố của ma sát thành và sức kháng mũi.

Máy phân tích đóng cọc PDA (Pile Driving Analyzer) là thiết bị chuyên dụng động lực thí nghiệm cọc biến dạng lớn thông qua đo lực và gia tốc đầu cọc để xác định các thông số cần thiết:

• Kiểm tra sức chịu tải của cọc
• Kiểm tra năng lượng búa
• Kiểm tra ứng suất đóng cọc
• Kiểm tra độ nguyên dạng của cọc và thân cọc.

Thí nghiệm PDA có thể áp dụng cho tất cả các loại cọc như cọc bê tông đúc sẳn, cọc khoan nhồi, cọc thép, cọc gỗ, cọc composite…

Thí nghiệm PDA được thực hiện nhanh chóng, chi phí thấp và cho kết quả đáng tin cậy.

Hệ thống quan trắc cho xử lý nền đất

Hệ thống quan trắc chuyển vị ngang được sử dụng để quan trắc chuyển vị ngang của mái dốc, công trình bảo vệ bờ, chuyển vị của tường vây hoặc đất nền trong quá trình xử lý nền. Đầu đo chuyển vị, hộp thu dữ liệu và ống dẫn hướng sản xuất tại Hãng Geokon (USA).

02 kiểu đo áp lục nước lỗ rỗng phổ biến: Kiểu dây rung và kiểu ống đứng.

Thiết bị đo lún sâu cảm ứng từ được sử dụng để quan trắc độ lún của các lớp đất yếu trong địa tầng khi xử lý nền hoặc trong quá trình xây dựng các kết cấu cơ sở hạ tầng. Thiết bị đo lún sâu cảm ứng từ bao gồm nhện từ, bàn từ, mốc từ, bộ nối telescoping, ống dẫn và cuộn dây đo cảm ứng từ.

Giếng quan trắc nước ngầm được sử dụng để theo dõi mực nước ngầm trong một lớp đất nào đó của địa tầng.

Thí nghiệm nén ngang (PMT)

Thí nghiệm nén ngang cung cấp mối quan hệ ứng suất – biến dạng của đất ở hiện trường. Môđun biến dạng (Ep) và ứng suất tới hạn (PL) của đất tại hiện trường có thể được tính toán dựa vào mối quan hệ ứng suất – biến dạng này và được sử dụng cho công tác phân tích địa kỹ thuật và thiết kế nền móng.

Thí nghiệm nén ngang được thực hiện bằng cách tác dụng áp suất vào thành hố khoan. Thiết bị thí nghiệm nén ngang gồm có 2 phần: hộp điều khiển thí nghiệm được đặc trên mặt đất và đầu đo thí nghiệm thì được đưa vào trong hố khoan đến độ sâu thí nghiệm. Đầu đo gồm 1 buồng đo và 1 buồng bảo vệ.

Ngay khi đầu đo được đưa đến độ sâu thí nghiệm, buồng bảo vệ được thổi phồng để cố định buồng đo vào vị trí thí nghiệm trong hố khoan. Tiếp theo, buồng đo được tăng áp lực bằng nước bơm phồng vào màng cao su dẻo của nó để tạo áp lực tác dụng lên thành hố khoan. Khi áp suất trong buồng đo tăng lên thì thành hố khoan cũng biến dạng. Áp suất bên trong buồng đo được giữ không đổi trong khoảng 60 giây và thể tích tăng lên để duy trì áp suất không đổi sẽ được ghi lại. Biểu đồ tải trọng – biến dạng sẽ được xây dựng dựa trên mối quan hệ áp suất và biến dạng được ghi lại trong suốt quá trình thí nghiệm.

Thí nghiệm trong phòng cho đất – Thí nghiệm Vật lý (Virtual Tours)

Phân tích thành phần hạt trong một mẫu đất bao gồm hai bước: phân tích rây sàng cho nhóm hạt thô (> 0.075mm) và phân tích bằng tỷ trọng kế cho nhóm hạt mịn (< 0.075mm).

Kết quả phân tích của hai thí nghiệm được diễn tả trên đồ thị đường cong phân bố đường kính cỡ hạt theo theo tỷ lệ lôgarít thập phân và theo phần trăm cỡ hạt nhỏ hơn đường kính tương ứng trên cùng một tọa độ. Từ đường cong phân bố cỡ hạt có thể tính hệ số đồng nhất (Cu) dựa trên đường kính có hiệu (D60 & D10). Thí nghiệm này được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM D421 & D422.

Thí nghiệm giới hạn Atterberg: Nhằm xác định giới hạn chảy (LL) và giới hạn dẻo (PL) trong đất dính, đây là các chỉ tiêu thí nghiệm quan trọng trong việc phân loại và gọi tên đất dính. Ngoài ra thí nghiệm Atterberg cho ta biết được lịch sử ứng suất hình thành của lớp đất từ cường độ kháng cắt không thoát nước của trầm tích sét bão hòa đồng nhất liên hệ với độ ẩm của nó. Thí nghiệm hoàn toàn được thực hiện bằng thiết bị HUMBOLDT-USA và theo tiêu chuẩn ASTM, BS.

Thí nghiệm trong phòng cho đất
Thí nghiệm Cơ học – Nén cố kết một trục

Phòng thí nghiệm được trang bị hệ thống nén cố kết một trục của hãng HUMBOLTD với 30 giàn nén cho phép thí nghiệm với cấp tải lên đến 64 kG/cm2. Bộ cảm biến chuyển vị MLT 30 kênh đo được kết nối trực tiếp với hệ thống thu thập số liệu tự động DATALOGER của hãng M-SYSTEM Nhật Bản. Phần mềm M-SYSTEM sẽ liên tục cập nhật số liệu trong suốt thời gian thí nghiệm, cảnh báo khi cảm biến đo chuyển vị không nằm trong giới hạn an toàn.

Thí nghiệm CRS: Thay thế cho thiết bị thí nghiệm nén cố kết một trục truyền thống với thời gian cho một thí nghiệm là 7 ngày, máy nén đa năng LOADTRAC II hoàn toàn có thể hoàn tất thí nghiệm trong vòng 1 ngày bao gồm cả xuất kết quả báo cáo. Phần mềm ICON tương thích với máy nén sẽ tự động điều khiển toàn bộ quá trình tăng tải và dỡ tải. Việc tự động hóa trong các bước thí nghiệm sẽ làm hạn chế khả năng sai sót do thao tác của nhân viên thí nghiệm, đồng thời duy trì được độ chính xác cao nhờ vào khả năng truyền dữ liệu và điều khiển lên đến 22bit của bộ điều khiển và bộ cảm biến.

Thí nghiệm trong phòng cho đất
Thí nghiệm Cơ học – Cắt trực tiếp

Hệ thống máy cắt trực tiếp của HUMBOLDT bao gồm các thiết bị cảm biến đo lực và đo chuyển vị được kết nối với hệ thống DATALOGER thu thập và truyền dữ liệu tự động. Mục đích của thí nghiệm nhằm xác định cường độ kháng cắt cố kết thoát nước của đất theo tiêu chuẩn thí nghiệm ASTM 3080.

Thí nghiệm cắt trực tiếp với cấp tải trọng nén lên tới 32 kG/cm2, kích thước hộp nén tương thích với mẫu có đường kính 2.5 inch và chiều cao 1 inch.

Cảm biến đo lực LoadCell với tải trọng 1KN. Cảm biến đo chuyển vị theo phương đứng và phương ngang 0.6 inch. Tốc độ cắt từ 0.001 đến 15mm/phút.

Thí nghiệm trong phòng cho đất
Thí nghiệm Cơ học – Nén ba trục

Thiết bị cho thí nghiệm nén ba trục bao gồm hệ thống bơm lưu lượng FlowTrac II và hệ thống máy nén đa năng LoadTrac II của hãng GEOCOMP- USA. Với phần mềm TRIAXIAL được viết riêng cho hệ thống, thông qua card mạng và máy tính chương trình sẽ điều khiển tự động toàn bộ quá trình thí nghiệm bao gồm giai đoạn bão hòa, cố kết đẳng hướng hoặc theo điều kiện ko, và cắt với tốc độ không đổi hoặc với bất kì một lộ trình ứng suất nào. Kết thúc thí nghiệm chương trình sẽ tự động xuất kết quả báo cáo chi tiết.

Thí nghiệm nén Ba trục cho đất dính với các sơ đồ: UU, CIU, CID, CKOU, Multistage.

Thí nghiệm trong phòng cho đất – Thử nghiệm cơ học – Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn cho một chiều

Kiểm tra CRC: Thiết bị kiểm tra oedometer thông thường có thể thay thế bằng LOADTRAC II tích hợp với phần mềm ICON, hệ thống có thể hoàn thành kiểm tra hợp nhất trong vòng một ngày thay vì bảy bằng kiểm tra oedometer thông thường. Quá trình tải và dỡ tải sẽ được điều khiển tự động bằng phần mềm ICON. Tự động hóa hoàn toàn quy trình thử nghiệm nhằm giảm lỗi của con người và tăng cường độ chính xác của thử nghiệm, điều này phụ thuộc vào khả năng truyền dữ liệu và khả năng xử lý của đầu dò đạt tới 22 bit.

Thử nghiệm CRS được thực hiện để xác định các tham số độ nén của đất như chỉ số nén (C_c), chỉ số nén lại (C_r), áp suất tái hợp nhất (P_max), và hệ số cố kết (C_v90), áp lực nước lỗ rỗng.

Thí nghiệm trong phòng cho đá

Thí nghiệm nén tải trọng điểm cho phép xác định nhanh cường độ kháng cắt điểm của mẫu đá. Trong thí nghiệm này mẫu đá sẽ được kẹp giữa hai điểm của máy nén sau đó tăng tải trọng cho đến khi mẫu bị phá hoại. Giá trị lớn nhất sẽ được ghi lại để tính toán cho cường độ nén điểm trên mẫu đá. Thí nghiệm này được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM 5731.

Thí nghiệm nén một trục nhằm xác định cường độ kháng nén một trục của mẫu lõi đá (qu), và modun biến dạng (Es50) của mẫu đá có dạng hình trụ. Thí nghiệm được thực hiện bằng máy nén thủy lực TYA-2000 (Trung Quốc), lực và chuyển vị được đo bằng cảm biến đo lực và chuyển vị, và được DATALOGER thu thập số liệu thông qua máy tính. Quá trình thí nghiệm tuân thủ theo tiêu chuẩn ASTM D 2938-95.

Thí nghiệm cắt trực tiếp cho mẫu đá nhằm xác định cường độ sức kháng cắt đỉnh và cường độ sức kháng cắt dư, đồng thời xác định góc ma sát trong của mẫu đá.

Mẫu đá được đặt vào khuôn nghiêng sau đó đưa vào giữa hai tấm phẳng của máy ép thủy lực. Dữ liệu thí nghiệm được ghi lại bằng các thiết bị cảm biến đo lực và đo chuyển vị thông qua hệ thống DATALOGER.