TIÊu chuẩn ngành 22tcn 262-200

QUY TRÌNH KHẢO SÁT THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG Ô TÔ ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU - TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

Trong quy trình này quy định rõ các yêu cầu cần phải thực hiện đối với việc khảo sát địa hình, điều tra và thử nghiệm địa kỹ thuật trên vùng đất yếu có tuyến đường đi qua; đồng thời cũng quy định rõ các yêu cầu và tiêu chuẩn thiết kế cần phải đảm bảo đạt được khi thiết kế nền đắp trên đất yếu cùng với các yêu cầu cấu tạo và các phương pháp tính toán tương ứng, cũng như việc lựa chọn giải pháp và phạm vi áp dụng của mỗi giải pháp thường dùng để xây dựng nền đắp trên đất yếu (không đề cập đến các giải pháp đặc biệt như xử lý đất yếu bằng điện thấm, bằng cọc vôi, cọc xi măng, cọc bê tông, cọc cát …)

Các quy định trong tiêu chuẩn này về giải pháp sử dụng bấc thấm và vải địa kỹ thuật về cơ bản là không khác với các quy định ở “Quy trình thiết kế xử lý đất yếu bằng bấc thấm trong xây dựng nền đường - 22TCN 244-98” và ở “Tiêu chuẩn thiết kế thi công và nghiệm thu vải địa kỹ thuật trong xây dựng nền đắp trên đất yếu - 22TCN 248-98”. Trong trường hợp có những yêu cầu khác nhau về khảo sát thiết kế nền đắp trên đất yếu thì nên thống nhất áp dụng các quy định ở tiêu chuẩn này.

I.4.1 Loại có nguồn gốc khoáng vật thường là sét hoặc á sét trầm tích trong nước ở ven biển, vùng vịnh, đầm hồ, đồng bằng tam giác châu; loại này có thể lẫn hữu cơ trong quá trình trầm tích (hàm lượng hữu cơ có thể tới 10 - 12 %) nên có thể có mầu nâu đen, xám đen, có mùi. Đối với loại này, được xác định là đất yếu nếu ở trạng thái tự nhiên, độ ẩm của chúng gần bằng hoặc cao hơn giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn (sét e ≥ 1,5 , á sét e ≥ 1), lực dính C theo kết quả cắt nhanh không thoát nước từ 0,15 daN/cm² trở xuống, góc nội ma sát  từ 0 - 10^o hoặc lực dính từ kết quả thí nghiệm cắt cánh hiện trường C_u ≤ 0,35 daN/cm².

Ngoài ra ở các vùng thung lũng còn có thể hình thành đất yếu dưới dạng bùn cát, bùn cát mịn (hệ số rỗng e > 1,0, độ bão hòa G > 0,8).

I.4.2 Loại có nguồn gốc hữu cơ thường hình thành từ đầm lầy, nơi nước tích đọng thường xuyên, mực nước ngầm cao, tại đây các loài thực vật phát triển, thối rữa và phân hủy, tạo ra các vật lắng hữu cơ lẫn với các trầm tích khoáng vật. Loại này thường gọi là đất đầm lầy than bùn, hàm lượng hữu cơ chiếm tới 20 - 80%, thường có màu đen hay nâu sẫm, cấu trúc không mịn (vì lẫn các tàn dư thực vật). Đối với loại này được xác định là đất yếu nếu hệ số rỗng và các đặc trưng sức chống cắt của chúng cũng đạt các trị số như nói ở I.4.1.

Đất yếu đầm lầy than bùn còn được phân theo tỷ lệ lượng hữu cơ có trong chúng:

Lượng hữu cơ có từ 20 - 30%: Đất nhiễm than bùn

Lượng hữu cơ có từ 30 - 60%: Đất than bùn

Lượng hữu cơ trên 60%: Than bùn

I.5 Phân loại trạng thái tự nhiên của đất yếu

Để đánh giá sơ bộ về tính chất công trình của đất yếu, từ đó bước đầu xem xét các giải pháp thiết kế nền đường tương ứng, đất yếu được phân loại theo trạng thái tự nhiên của chúng như dưới đây:

I.5.1 Đất yếu loại sét hoặc á sét được phân loại theo độ sệt B:

Trong đó: W, W_d, W_nh là độ ẩm ở trạng thái tự nhiên, giới hạn dẻo và giới hạn nhão của đất yếu.

Nếu B > 1 thì được gọi là bùn sét (đất yếu ở trạng thái chảy)

Nếu 0,75 < B ≤ 1 là đất yếu dẻo chảy.

I.5.2 Về trạng thái tự nhiên, đất đầm lầy than bùn được phân thành 3 loại I, II, III:

□ Loại I: Loại có độ sệt ổn định; thuộc loại này nếu vách đất đào thẳng đứng sâu 1m trong chúng vẫn duy trì được ổn định trong 1-2 ngày;

□ Loại II: Loại có độ sệt không ổn định; loại này không đạt tiêu chuẩn loại I nhưng đất than bùn chưa ở trạng thái chảy;

□ Loại III: Đất than bùn ở trạng thái chảy.

Riêng với các công trình đường cao tốc và các công trình có ý nghĩa đặc biệt khác, nếu chiều cao nền đắp cao từ 8 - 10 m trở lên thì các loại đất sét và á sét dẻo mềm (có độ sệt B trong phạm vi từ 0,5 - 0,75) cũng nên áp dụng các biện pháp khảo sát thiết kế như với đất yếu.

Nền đắp trên đất yếu phải đảm bảo ổn định, không bị phá hoại do trượt trồi trong quá trình thi công đắp (đắp phần nền theo thiết kế hoặc đắp cao hơn cao độ thiết kế để gia tải trước) và trong suốt quá trình đưa vào khai thác sử dụng sau đó. Để đảm bảo yêu cầu này phải đảm bảo được đồng thời các tiêu chuẩn cụ thể dưới đây:

II.1.1 Mức độ ổn định dự báo theo kết quả tính toán đối với mỗi đợt đắp (đắp nền và đắp gia tải trước) và đối với nền đắp theo thiết kế (có xét đến tải trọng xe cộ dừng xe tối đa trên nền) phải bằng hoặc lớn hơn mức độ ổn định tối thiểu quy định dưới đây:

□ Khi áp dụng phương pháp nghiệm toán ổn định theo cách phân mảnh cổ điển với mặt trượt tròn khoét xuống vùng đất yếu và các thông số tính toán được xác định theo mục V.3 thì hệ số ổn định nhỏ nhất K_min = 1,20 (riêng trường hợp dùng kết qủa thí nghiệm cắt nhanh không thoát nước ở trong phòng thí nghiệm để nghiệm toán thì K_min = 1,10 ;

□ Khi áp dụng phương pháp Bishhop để nghiệm toán ổn định thì hệ số ổn định nhỏ nhất K_min = 1,40;

II.1.2 Số liệu quan trắc lún theo chiều thẳng đứng và quan trắc di động ngang của vùng đất yếu hai bên nền đắp trong quá trình đắp nền và đắp gia tải trước phải không được vượt quá trị số quy định dưới đây:

□ Tốc độ lún ở đáy nền đắp tại trục tim của nền đường không được vượt quá 10mm/ngày đêm.

□ Tốc độ di động ngang của các cọc quan trắc đóng hai bên nền đắp không được vượt quá 5mm/ngày đêm.

□ Cách bố trí quan trắc lún và quan trắc di động ngang được nêu rõ ở điều II.3.1 và II.3.3.

II.2 Các yêu cầu và tiêu chuẩn tính toán lún

II.2.1 Phải tính toán dự báo được độ lún tổng cộng S kể từ khi bắt đầu đắp nền cho đến khi lún hết hoàn toàn để đắp phòng lún (đắp rộng thêm bề rộng nền đường so với bề rộng thiết kế). Bề rộng phải đắp thêm mỗi bên của nền đường (bm) được xác định theo công thức:

b_m = S . m (II.1)

Trong đó: 1/m là độ dốc ta luy nền đắp thiết kế

S được tính theo phương pháp quy định ở VI.2 và VI.3 với 2 thành phần S_i (lún tức thời do biến dạng ngang không thoát nước, xét đến khả năng nở hông của đất yếu dưới nền đắp) và lún cố kết S_c (do nước lỗ rỗng thoát ra và đất yếu bị nén chặt dưới tải trọng đắp).

II.2.2 Khi tính toán độ lún tổng cộng nói trên thì tải trọng gây lún phải xét đến chỉ gồm tải trọng nền đắp thiết kế bao gồm cả phần đắp phản áp (nếu có), không bao gồm phần đắp gia tải trước (nếu có) và không xét đến tải trọng xe cộ.

II.2.3 Sau khi hoàn thành công trình nền mặt đường xây dựng trên vùng đất yếu, phần độ lún cố kết còn lại S tại trục tim của nền đường được cho phép như ở bảng II.1 dưới đây:

Bảng II.1- Phần độ lún cố kết cho phép còn lại S tại trục tim của nền đường sau khi hoàn thành công trình

Loại cấp đường	Vị trí đoạn nền đắp trên đất yếu
	Gần mố cầu	Chỗ có cống hoặc đường dân sinh chui dưới	Các đoạn nền đắp thông thường
1. Đường cao tốc và đường cấp 80 2. Đường cấp 60 trở xuống có tầng mặt cấp cao A1	≤ 10cm ≤ 20cm	≤ 20cm ≤ 30cm	≤ 30cm ≤ 40cm

Ghi chú bảng II.1:

□ Phần độ lún cố kết còn lại S là phần lún cố kết chưa hết sau khi làm xong áo đường của đoạn nền đắp trên đất yếu. Trị số S được xác định theo công thức (VI.9) tùy thuộc độ cố kết U đạt được vào thời điểm làm xong áo đường;

□ Chiều dài đoạn nền đường gần mố cầu được xác định bằng 3 lần chiều dài móng mố cầu liền kề. Chiều dài đoạn nền đắp có cống hoặc có lối chui qua đường ở dưới được xác định bằng 3-5 lần bề rộng móng cống hoặc bề rộng lối đi qua đường;

□ Nếu phần độ lún cố kết còn lại S vượt quá các trị số cho phép ở bảng II.1 thì mới cần phải có các biện pháp xử lý để giảm S đề cập ở các mục IV.3, IV.5, IV.6. Nếu thỏa mãn các trị số cho phép ở bảng II.1 thì không cần áp dụng các biện pháp tăng nhanh cố kết;

II.2.4 Đối với các đường cấp 20; 40 và đường chỉ sử dụng kết cấu áo đường mềm cấp cao A2 trở xuống thì không cần đề cập đến vấn đề độ lún cố kết còn lại khi thiết kế.

II.2.5 Yêu cầu về quan trắc dự báo lún

Ngoài việc tính toán dự báo các thành phần độ lún đã nói ở điều II.2.1 để làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp xử lý và cấu tạo nền đắp trên đất yếu, còn phải dựa vào kết quả quan trắc lún theo các quy định ở điều II.3.1 và II.3.2 để so sánh, đối chiếu và hiệu chỉnh lại kết quả dự báo theo tính toán để kiểm tra độ lún và tốc độ lún cho phép quy định ở các điều II.2.3 và II.1.2, cũng như để xác định khối lượng đất hoặc cát bù lún thực tế sẽ được thanh toán sau khi công trình hoàn thành.

Yêu cầu cụ thể của việc quan trắc lún là:

□ Xác định được khối lượng đất hoặc cát đắp lún chìm vào trong đất yếu (so với mặt đất tự nhiên trước khi đắp).

□ Vẽ được biểu đồ quan hệ giữa độ lún tổng cộng S với thời gian (có ghi rõ thời gian từng đợt đắp nền và đắp gia tải). Dựa vào biểu đồ này để xử lý tách riêng các phần lún tức thời (là các phần lún tăng đột ngột trong thời gian các đợt đắp) và lập ra biểu đồ lún cố kết S_t theo thời gian t kể từ khi kết thúc quá trình đắp nền và đắp gia tải trước;

□ Miêu tả quan hệ S_t = f (t) thực tế quan trắc được một cách gần đúng nhất bằng một hàm số toán học dạng S_t = S_c (1 − e^-t ) với  và  là các hệ số hồi quy từ số liệu quan trắc lún, để làm cơ sở dự báo phần độ lún cố kết còn lại nói ở điều II.2.3.

II.3 Các yêu cầu về thiết kế và bố trí hệ thống quan trắc trong quá trình thi công nền đắp trên đất yếu

II.3.1 Đối với công trình xây dựng nền đắp trên đất yếu, trong mọi trường hợp, dù áp dụng giải pháp xử lý nào, dù đã khảo sát, tính toán kỹ vẫn phải thiết kế hệ thống quan trắc lún, chỉ trừ trường hợp áp dụng giải pháp đào vét hết đất yếu, hạ đáy nền đắp đến tận lớp đất không yếu. Hệ thống này phải được bố trí theo các quy định sau:

□ Mỗi phân đoạn nền đắp trên đất yếu được thiết kế tính toán khác nhau, hoặc mỗi phân đoạn thi công riêng rẽ phải có bố trí quan trắc lún riêng (khác nhau về chiều cao đắp, về loại đất yếu với các chỉ tiêu khác nhau rõ rệt và với chiều dày lớp đất yếu khác nhau rõ rệt);

□ Mỗi đoạn nói trên, nếu dài ≤ 100 m thì cần bố trí 3 bàn đo lún trên cùng một mặt cắt ngang chính giữa phân đoạn (1 bàn tại tim nền đường và 2 bàn ở vị trí mép vai nền đường) nếu dài > 100 m thì tối thiểu phải bố trí 2 mặt cắt quan trắc lún như trên và cứ thêm 100 m lại bố trí thêm 1 mặt cắt (bố trí tại những nơi có khả năng lún nhiều);

□ Hệ thống mốc cao độ dùng cho quan trắc lún phải được bố trí ở nơi không lún và phải được cố định chắc chắn;

□ Bàn đo lún có kích thước tối thiểu là 50 x 50 cm có bề dày đủ cứng (≥ 3 cm) gắn với cần đo thật chắc chắn, cần đo phải bằng thép có đường kính nhỏ hơn đường kính ống vách chắn đất đắp (không cho đất đắp tiếp xúc với cần đo): ống vách không được gắn với bàn đo lún. Nên dùng cần đo có đường kính ≥ 4 cm. Cần đo và ống vách nên làm từng đoạn 50 ~ 100 cm để tiện nối theo chiều cao đắp.

□ Bàn đo lún được đặt ở cao độ bắt đầu đắp nền đường: vét, đào đất yếu đến đâu đặt bàn đo lún ở đó; nếu có tầng đệm cát thì đặt trên mặt tầng đệm cát, nếu có lớp vỏ cứng trên đất yếu thì đặt trên mặt đất vỏ cứng tự nhiên, nếu có rải vải địa kỹ thuật thì đặt trên mặt vải địa kỹ thuật. Trường hợp phải đặt bàn đo trên mặt nền đất yếu thì phải đào đất yếu sâu 30 cm trong phạm vi diện tích bàn đo lún thay bằng cát rồi mới đặt bàn đo lún lên.

□ Bàn đo lún phải được bảo vệ chắc chắn, lâu dài ít nhất cho dến khi bàn giao công trình.

II.3.2 Phải quy định chế độ quan trắc lún ngay trong đồ án thiết kế:

□ Đo cao độ lúc đặt bàn lún và đo lún mỗi ngày một lần trong quá trình đắp nền và đắp gia tải trước, nếu đắp làm nhiều đợt thì mỗi đợt đều phải quan trắc hàng ngày;

□ Khi ngừng đắp và trong 2 tháng sau khi đắp phải quan trắc hàng tuần; tiếp đó quan trắc hàng tháng cho đến hết thời gian bảo hành và bàn giao cho phía quản lý khai thác đường cả hệ thống quan trắc (để họ tiếp tục quan trắc nếu thấy cần thiết);

□ Mức độ chính xác yêu cầu phải đến mm.

II.3.3 Khi áp dụng các giải pháp xử lý nền đắp trên đất yếu có đòi hỏi phải khống chế tốc độ đắp thì cần phải thiết kế hệ thống quan trắc di động ngang để theo dõi mức độ ổn định trong quá trình đắp như đã nói ở điều II.1.2, hệ thống này được bố trí như sau:

□ Trên mỗi mặt cắt bố trí quan trắc lún, ở phía ngoài cách chân ta luy 1 m bố trí một dãy cọc quan trắc di động ngang thẳng góc với tim đường từ 3 - 4 cọc với cự ly từ 5 - 10 m, dùng cọc hoặc cọc bê tông tiết diện 10 x 10 cm đóng ngập với đất yếu ít nhất là 1,2 m và cao trên mặt đất yếu ít nhất là 0,5 m (nếu lún nhiều và nếu có ngập nước thì càng phải cao); trên đỉnh cọc có cắm chốt đánh dấu điểm quan trắc. Yêu cầu cọc phải cắm hoặc chôn chắc trong đất yếu.

□ Trong quá trình đắp nền và đắp gia tải trước (nếu có) hàng ngày phải đo được sự di chuyển theo hướng ngang (hướng thẳng góc với tim nền đường) của chốt đánh dấu trên đỉnh tất cả các cọc nói trên bằng máy kinh vĩ chính xác theo phương pháp tam giác đạc với hai đỉnh tam giác định vị cố định nằm ngoài phạm vi ảnh hưởng của tải trọng đắp. Đồng thời phải đo cao độ đỉnh cọc để theo dõi bề mặt đất yếu có bị đẩy trồi lên không. Sau khi đắp xong, hàng tuần phải tiếp tục quan trắc cho đến khi thấy rõ nền đường đã ổn định. Độ chính xác của máy kinh vĩ phải bảo đảm sai số về đo cự ly là ± 5 mm, về đo góc là ± 2,5″.

II.3.4 Đối với các đoạn nền đắp trên đất yếu có quy mô lớn và quan trọng hoặc có điều kiện địa chất phức tạp như đoạn có chiều cao đắp lớn, hoặc phân bố các lớp địa chất không đồng nhất (có lớp vỏ cứng...) khiến cho thực tế có những điều kiện khác nhiều với các điều kiện dùng trong tính toán ổn định và lún thì nên bố trí thêm hệ thống quan trắc áp lực lỗ rỗng (cùng với các điểm quan trắc mức nước ngầm) và các thiết bị đo lún ở độ sâu khác nhau (thiết bị kiểu guồng xoắn...). Nhờ có hệ thống các thiết bị quan trắc này, càng dễ dàng thực hiện được các yêu cầu nói ở điều II.2.5 và nhờ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc rút ngắn thời gian thi công công trình. Trong trường hợp này, việc thiết kế bố trí lắp đặt các hệ thống thiết bị quan trắc nói trên được xem là một nội dung thiết kế đặc biệt do các kỹ sư chuyên ngành thực hiện và phải được chủ quản đầu tư xét duyệt riêng.

II.4.1 Các tải trọng tính toán dùng khi kiểm tra ổn định và dự báo lún của nền đắp trên đất yếu gồm tải trọng đắp nền và đắp gia tải trước, tải trọng xe cộ, tải trọng động đất như nói ở điều II.1.1 và II.2.2. Vì việc tính toán đều đưa về bài toán phẳng, do vậy các tải trọng tính toán đều được xác định tương ứng với phạm vi phân bố trên 1 m dài nền đường.

II.4.2 Tải trọng đắp nền và đắp gia tải trước được xác định đúng theo hình dạng đắp trên thực tế (hình thang với mái dốc có độ dốc thiết kế, có thể có thêm phản áp hoặc trong trường hợp đào bớt đất yếu trước khi đắp thì có thêm hai dải tải trọng phản áp vô hạn ở hai bên).

II.4.3 Tải trọng xe cộ được xem là tải trọng của số xe nặng tối đa cùng một lúc có thể đỗ kín khắp bề rộng nền đường (hình II.1) phân bố trên 1 m chiều dài đường;

tải trọng này được quy đổi tương đương thành một lớp đất đắp có chiều cao là h_x xác định theo công thức sau:

Trong đó:

□ G là trọng lượng một xe (chọn xe nặng nhất), Tấn

□ n là số xe tối đa có thể xếp được trên phạm vi bề rộng nền đường (như sơ đồ xếp xe ở hình II.1)

□  là dung trọng của đất đắp nền đường, T/m3

□ 1 là phạm vi phân bố tải trọng xe theo hướng dọc, m (như hình II.1)

Có thể lấy l = 4,2 m với xe G =13 tấn, lấy l = 6,6 m khi xe có G =30 tấn, lấy l = 4,5 m với xe xích có G = 80 tấn.



Hình II.1- Sơ đồ xếp xe để xác định tải trọng xe cộ tác dụng lên đất yếu

B là bề rộng phân bố ngang của các xe (mét) được xác định như ở sơ đồ hình II.1 theo công thức sau:

B = n.b + (n −1)d + 2; (II.2)

Trong đó thường lấy b = 1,8 m với các loại ô tô, b = 2,7 m với xe xích; d là khoảng cách ngang tối thiểu giữa các xe (thường lấy d = 1,3 m); e là bề rộng lốp đôi hoặc vệt bánh xích (thường lấy e = 0,5 - 0,8m); còn n được chọn tối đa nhưng phải bảo đảm B tính được theo (II.2) vẫn nhỏ hơn bề rộng nền đường. Như vậy khi tính toán có xét đến tải trọng xe cộ thì tải trọng đắp xem như được cao thêm một trị số h_x.

II.4.4 Tải trọng động đất được kể đến khi tính toán kiểm tra mức độ ổn định của nền đắp trên đất yếu chính là lực quán tính do động đất của bản thân khối trượt, lực này xem như tỷ lệ thuận với trọng lượng bản thân khối trượt:

Trong đó:

W_i = K_c . Q_i (II.3)

□ W_i là lực động đất tác dụng trên một mảnh trượt i (hoặc khối trượt i) (Tấn), W_i có điểm đặt là trọng tâm mảnh (hoặc khối trượt) và có phương nằm ngang từ phía trong nền đường ra phía ngoài mái ta luy nền đắp;

□ Q_i là trọng lượng của mảnh trượt i (hoặc khối trượt i), Tấn;

□ K_c là hệ số tỷ lệ được lấy tùy thuộc cấp động đất như ở bảng II.2.

III.1.1 Phải điều tra xác định được phạm vi phân bố của vùng đất yếu cả về diện phân bố, chiều sâu phân bố và độ dốc ngang đáy lớp đất yếu dưới cùng để xem xét các phương án cho tuyến vòng tránh hoặc cho tuyến cắt qua đất yếu ở chỗ ít bất lợi nhất. Cũng cần điều tra xác định nguồn gây ẩm, khả năng thoát nước, cũng như vị trí và khả năng khai thác các mỏ đất dùng để đắp nền đường.

III.1.2 Phải lấy mẫu và tiến hành các thí nghiệm trong phòng và thực hiện các thí nghiệm hiện trường cần thiết về địa kỹ thuật để xác định được:

□ Loại đất và các chỉ tiêu nói ở điều I.5.1, I.4.1 và I.5.2 để khẳng định vùng tuyến đi qua là vùng đất yếu và để xác định loại đất yếu phải xử lý;

□ Các chỉ tiêu phục vụ cho việc tính toán kiểm tra mức độ ổn định của nền đắp trên đất yếu, cụ thể là: Sức chống cắt không thoát nước được xác định bằng phương pháp cắt cánh tại hiện trường (hoặc được xác định bằng phương pháp cắt nhanh trong phòng thí nghiệm, nếu không có thiết bị cắt cánh tại hiện trường), dung trọng tự nhiên  và mức nước ngầm (để xác định vùng đất yếu chịu tác dụng của lực đẩy nổi). Các chỉ tiêu này phải được xác định riêng cho mỗi lớp đất yếu khác nhau. Ngoài ra, cũng phải xác định các chỉ tiêu lực dính C, góc nội ma sát và dung trọng đối với đất dùng để đắp nền đường (ứng với trạng thái chặt và ẩm của đất đắp);

□ Các chỉ tiêu phục vụ cho việc tính toán dự báo độ lún tổng cộng và độ lún cố kết theo thời gian thông qua thí nghiệm xác định nén lún trong điều kiện không nở hông, hệ số rỗng ban đầu e_o, chỉ số nén lún C_r và C_c, hệ số cố kết theo phương thẳng đứng C_v (cm²/giây) và áp lực tiền cố kết _p. Các chỉ tiêu này cũng phải được xác định riêng cho mỗi lớp đất yếu khác nhau (ý nghĩa ký hiệu các chỉ tiêu nói trên xem ở mục VI).

III.2.1 Khi tiến hành lập dự án khả thi, đối với vùng đất yếu phải đo đạc lập được bình đồ tỷ lệ 1:500  1:1000 với chênh lệch các đường đồng mức 0,50 m dọc theo các phương án tuyến qua vùng đất yếu. Trường hợp vùng đất yếu phân bố rộng lớn (như vùng đầm lầy...) thì cũng có thể sử dụng phương pháp đo đạc hàng không để khảo sát địa hình, địa mạo của cả khu vực. Trong giai đoạn này, các mặt cắt dọc và mặt cắt ngang phục vụ cho việc thiết kế tính toán nền đắp trên đất yếu có thể được xác định thông qua bình đồ địa hình đã lập.

III.2.2 Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế lập bản vẽ thi công phải đo đạc mặt cắt dọc và mặt cắt ngang theo tuyến đường thiết kế với các cọc chi tiết có cự ly tương ứng với quy định ở mỗi giai đoạn, ngoài ra có bổ sung các cọc tại vị trí khoan thăm dò, lấy mẫu thí nghiệm đất yếu và tại vị trí dự kiến bố trí các hệ thống quan trắc nói ở mục II.3.

III.3 Các quy định về khảo sát và thí nghiệm địa kỹ thuật

III.3.1 Để đạt được các yêu cầu nói ở điều III.1.1 và III.1.2 phải kết hợp thăm dò không lấy mẫu (bằng các thiết bị khoan xoắn, xuyên tĩnh hoặc cắt cánh tại hiện trường) và thăm dò có lấy mẫu (bằng thiết bị khoan lấy mẫu nguyên dạng đem về thí nghiệm trong phòng) sao cho tiết kiệm nhất. Với diện thăm dò rộng trong giai đoạn lập dự án khả thi nên tận dụng tối đa các biện pháp thăm dò không lấy mẫu kết hợp với khoan lấy mẫu thí nghiệm ở mức độ tối thiểu. Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế chi tiết lập bản vẽ thi công phải bổ sung bằng biện pháp khoan lấy mẫu, chỉ bổ sung thăm dò không lấy mẫu khi thật cần thiết (khi cần mở rộng diện thăm dò hoặc khi việc thăm dò không lấy mẫu ở giai đoạn lập dự án khả thi chưa đủ như nói ở điều III.3.2). Vị trí và số lượng các điểm thăm dò phải do Chủ nhiệm dự án quyết định sau khi có dự kiến các phương án thiết kế.

Khi thăm dò bằng khoan, xuyên, cắt cánh nên tham khảo các quy trình hữu quan dưới đây:

□ Quy trình khoan thăm dò địa chất 22 TCN 259-1999

□ Cắt cánh: ASTM D2573 và TCXD 205-1998 của Bộ Xây Dựng

□ Xuyên: ASTM D1586

III.3.2 * Bước lập dự án khả thi. Sau khi đã tiến hành khoan thông thương mà phát hiện đất yếu thì tiến hành khoanh vùng và bố trí lỗ khoan trên tim tuyến với khoảng cách từ 250 đến 500 mét (nếu cần thiết có thể bổ xung các điểm thăm dò như: cắt cánh, xuyên v.v..để phát hiện phạm vi đất yếu, những việc bổ xung thăm dò này không lấy mấu thí nghiệm). Chỉ khoan trên mặt cắt ngang khi thiết kế đề nghị và được Chủ đầu tư chấp thuận.

* Bước thiết kế kỹ thuật. Công tác thăm dò địa chất công trình bằng những lỗ khoan được bố trí cách nhau thông thường từ 50 đến 100 mét trên tim tuyến (trong đó kể cả khối lượng đã tiến hành ở bước lập dự án khả thi).

- Trong trường hợp đặc biệt cự ly này có thể rút ngắn hơn.

- Cứ cách 100-150 mét tiến hành 1 mặt cắt địa chất công trình theo chiều ngang vuông góc với tim tuyến, trên đó có 3 lố khoan. Mỗi khu vực đất yếu phải có tối thiểu hai mặt cắt ngang địa chất đại diện.

- Độ sâu khoan thăm dò phải đến dưới đáy lớp đất yếu, vào lớp đất không yếu thêm 2 m hoặc nếu đất yếu có chiều dầy lớn thì khoan đến hết phạm vi chịu ảnh hưởng của tải trọng đắp. Phạm vi này được xác định tương ứng với độ sâu tại đó có ứng suất do tải trọng đắp (do nền đắp và phần đắp gia tải trước nếu có) gây ra bằng 0,15 ứng suất (áp lực) do trọng lượng bản thân đất yếu gây ra (có xét đến lực đẩy nổi nếu tồn tại nước ngầm).

- Trong mọi trường hợp phải tiến hành thí nghiệm cắt cánh hiện trường. Thí nghiệm này có thể được tiến hành độc lâp hoặc trong lỗ khoan.

* Bước khảo sát lập bản vẽ thi công là sử dụng kết quả các lỗ khoan hoặc các thí nghiệm hiện trường đã tiến hành ở bước thiết kế kỹ thuật. Khối lượng khảo sát chỉ bổ sung cho bước thiết kế kỹ thuật chưa thực hiện hết theo quy định. Trong trường hợp đăc biệt khi phát hiện thêm vị trí đất yếu thì có thể tăng khối lượng khảo sát địa chất, số lượng tăng thêm do Chủ chiệm nghiệp vụ đề xuất và được Chủ đầu tư chấp thuận nhưng không vượt quá 20% khối lượng đã thực hiện ở bước thiết kế kỹ thuật.

III.3.3 Mặt cắt thăm dò cắt cánh và có khoan lấy mẫu phải được bố trí ở chỗ đắp tương đối cao nhất và có sự phân bố các lớp đất yếu tương đối đặc trưng nhất.

III.3.4 Trong mỗi lỗ khoan nói ở điều III.3.2 tuỳ thuộc vào chiều dài đoạn đất yếu để lấy mẫu:

*Chiều dài đoạn đất yếu đến 200m thì cứ 1-2 m sâu lại phải lấy một mẫu đất yếu nguyên dạng.

*Chiều dài đoạn đất yếu trên 200m thì khối lượng lấy mẫu do Chủ chiệm nghiệp vụ đề xuất và được Chủ đầu tư chấp thuận nhưng tối thiểu ở giữa mỗi lớp đất phải lấy một mẫu đất nguyên dạng.

Phương pháp lấy mẫu, bao gói, vận chuyển và bảo quản mẫu nguyên dạng phải được thực hiện đúng như các quy định ở Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2683-91.

III.3.5 Việc thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất yếu nói ở điều III.1.2 phải được thực hiện với tất cả các mẫu nguyên dạng đã lấy theo các quy định sau:

□ Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu sức chống cắt (lực dính C và góc ma sát ) phải tuân theo phương pháp và các quy định ở Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4199-95, trong đó phải xác định cả theo phương pháp cắt nhanh và cắt nhanh cố kết (chỉ tiêu cắt nhanh để kiểm toán mức độ ổn định của nền đắp trong quá trình đắp và chỉ tiêu cắt nhanh cố kết được dùng để kiểm toán ổn định của nền đắp khi đưa chúng vào sử dụng);

□ Thí nghiệm xác định tính nén lún trong điều kiện không nở hông được thực hiện theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4200-86. Riêng việc xác định trị số áp lực tiền cố kết _pz được thực hiện theo hướng dẫn ở Phụ lục I của bản quy trình này;

□ Các chỉ tiêu khác được xác định theo các Tiêu chuẩn Việt Nam tương ứng.

III.3.6 Việc thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất hoặc cát đắp nền đường cũng được thực hiện theo các tiêu chuẩn tương ứng nói ở điều III.3.5 với các mẫu chế bị bằng vật liệu đắp lấy từ mỏ đất hoặc cát có độ chặt và độ ẩm tương ứng như thực tế. Riêng với chỉ tiêu sức chống cắt thì chỉ áp dụng phương pháp cắt nhanh.

III.3.7 Đối với mỗi chỉ tiêu dùng trong tính toán nên có ít nhất 6 số liệu thí nghiệm và trị số tính toán được xác định theo công thức:

t = tb ± ; (III.1)

Trong đó:

Δ_t là trị số tính toán của chỉ tiêu

Δ_tb là trị số trung bình số học của các số liệu thí nghiệm

 là độ lệch bình phương trung bình

Với: A_i là trị số của chỉ tiêu mỗi lần thí nghiệm xác định được;

n là số lần thí nghiệm đối với mỗi chỉ tiêu.

Khi quyết định chọn trị số tính toán của một chỉ tiêu cần phân tích kỹ các điều kiện thực tế ảnh hưởng đến chất lượng mẫu đất yếu trước khi đem thí nghiệm cũng như ảnh hưởng bất lợi của mỗi chỉ tiêu đó đến kết qủa tính toán.

Ngoài ra, khi quyết định nên kết hợp với kinh nghiệm của các chuyên gia địa kỹ thuật.

III.3.8 Các số liệu thí nghiệm hiện trường bằng thiết bị xuyên tĩnh hoặc cắt cánh cũng được xử lý đưa về trị số tính toán như đã nói ở điều III.3.7 (tham khảo thêm các quy trình và tiêu chuẩn nói ở điều III.3.1, kết hợp với kinh nghiệm của các chuyên gia địa kỹ thuật).