Máy khoan địa chất đóng vai trò cốt lõi trong khảo sát nền móng, giúp xác định chính xác cấu trúc đất – đá, hỗ trợ thiết kế móng an toàn và tối ưu chi phí thi công.
Nhiều công trình xây dựng hiện nay gặp sự cố về lún sụt, nứt tường, thậm chí sập đổ khi đang thi công hoặc sau khi hoàn thiện. Nguyên nhân phần lớn không đến từ vật liệu hay thi công sai mà là do khảo sát nền móng sơ sài – thiếu dữ liệu địa chất chính xác. Trong quá trình này, máy khoan địa chất chính là thiết bị quyết định chất lượng thông tin khảo sát, ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ thiết kế móng, kết cấu và tuổi thọ công trình.
Với hơn 10 năm kinh nghiệm cung cấp thiết bị khoan cho các dự án dân dụng – công nghiệp – giao thông trên cả nước, Công ty TNHH Hanoi Vietnam nhận thấy rằng nhiều chủ đầu tư vẫn chưa hiểu đầy đủ về vai trò cốt lõi của máy khoan địa chất trong khảo sát nền móng.
Bài viết này sẽ giúp bạn:
- Hiểu rõ vai trò và nguyên lý hoạt động của máy khoan địa chất trong khảo sát
- Phân tích các loại thiết bị khoan phù hợp từng lớp địa chất
- Tìm hiểu tầm quan trọng của mẫu khoan và ống mẫu trong đánh giá địa tầng
- Tránh những sai lầm nghiêm trọng khi khảo sát nền móng
Máy khoan địa chất là gì và vai trò trong khảo sát nền móng
1. Máy khoan địa chất là gì?
Máy khoan địa chất là thiết bị cơ khí chuyên dụng được sử dụng để khoan lấy mẫu đất – đá tại hiện trường, nhằm phân tích thành phần, kết cấu và tính chất của từng lớp địa chất. Kết quả khoan sẽ cung cấp cơ sở khoa học để:
- Đánh giá khả năng chịu tải của nền đất
- Xác định chiều sâu chôn móng
- Chọn giải pháp xử lý nền yếu (nếu cần)
2. Tầm quan trọng của máy khoan địa chất
Máy khoan địa chất không chỉ là công cụ khoan đơn thuần mà là thiết bị tạo ra dữ liệu đầu vào cực kỳ quan trọng cho công tác thiết kế và thi công:
- Nếu khoan không đủ độ sâu → Không phát hiện lớp đất yếu sâu hơn → Thiết kế sai
- Nếu mũi khoan sai loại → Mẫu bị phá vỡ → Đánh giá sai kết cấu địa chất
- Nếu không lấy được mẫu nguyên dạng → Không thể phân tích SPT, cường độ nén
Kết luận: Chất lượng khảo sát địa chất phụ thuộc gần như hoàn toàn vào chất lượng và lựa chọn đúng máy khoan địa chất phù hợp với công trình.
Nguyên lý hoạt động của máy khoan địa chất
Tùy vào loại thiết bị và mục đích khảo sát, máy khoan địa chất có thể sử dụng một trong các phương pháp:
1. Khoan xoay (rotary drilling)
Dùng lực xoay của đầu máy để truyền chuyển động quay xuống mũi khoan. Phù hợp với tầng đất mềm, đất sét, cát pha.
2. Khoan đập (percussion drilling)
Dùng đầu búa tạo lực đập mạnh kết hợp với mũi khoan đặc biệt để xuyên qua lớp đá gốc, cuội sỏi cứng. Phù hợp với địa tầng cứng.
3. Khoan xoay có rửa (rotary drilling with flushing)
Dùng dung dịch rửa (nước hoặc bentonite) để làm mát mũi khoan, cuốn mùn khoan và giữ vách hố khoan. Đây là phương pháp lấy mẫu hiệu quả, ít phá vỡ kết cấu mẫu.
Ứng dụng thực tế của máy khoan địa chất trong khảo sát nền móng
Máy khoan địa chất được ứng dụng ở hầu hết các công trình có yêu cầu khảo sát địa chất nền móng:
| Loại công trình | Ứng dụng máy khoan địa chất |
|---|---|
| Nhà dân, biệt thự | Khoan nông (10–20m) |
| Chung cư cao tầng | Khoan sâu 30–60m |
| Nhà máy, khu công nghiệp | Khoan đánh giá tải trọng nền |
| Cầu, đường giao thông | Khoan đá, xác định móng trụ |
| Thủy điện, đập chắn | Khoan thăm dò địa tầng phức tạp |
Ví dụ thực tế:
- Chung cư cao tầng – Bắc Từ Liêm (Hà Nội): sử dụng máy khoan địa chất XY-1M khoan sâu 45m, phát hiện lớp bùn yếu → thay đổi phương án móng từ móng đơn sang móng cọc khoan nhồi.
- Mở rộng quốc lộ tại Quảng Bình: dùng máy XY-200 xuyên tầng đá → xác định vị trí đặt móng trụ cầu vượt.
Phân loại máy khoan địa chất theo địa hình và địa tầng
Để đảm bảo hiệu quả khảo sát, cần chọn đúng loại máy phù hợp với từng điều kiện địa chất:
1. Địa tầng đất mềm – đất pha cát
- Máy phù hợp: XY-1
- Ưu điểm: nhẹ, cơ động, dễ bảo trì
- Nhược điểm: không xuyên qua đá cuội, đá gốc
2. Đất cứng – lẫn cuội sỏi
- Máy phù hợp: XY-1M, XY-1B
- Kết hợp với mũi khoan ba cánh hoặc khoan rút lõi
3. Đá gốc – granite
- Máy phù hợp: XY-200, XY-3
- Dùng mũi kim cương, đầu khoan hợp kim và hệ thống rửa khoan
| Dòng máy khoan | Đường kính (mm) | Độ sâu tối đa | Địa hình phù hợp |
|---|---|---|---|
| XY-1 | 75–108 | 100–150m | Đất mềm, đất sét, cát pha |
| XY-1M | 75–127 | 150–180m | Đất cứng, cuội sỏi |
| XY-200 | 89–150 | 200–300m | Tầng đá gốc, granit |
| XY-3 | 89–200 | >300m | Khảo sát địa chất công nghiệp |
Tầm quan trọng của ống mẫu – mũi khoan trong đảm bảo chất lượng khảo sát
Mũi khoan ảnh hưởng độ nguyên vẹn mẫu
- Mũi xoắn: nhanh nhưng dễ làm mẫu bị phá
- Mũi ba cánh: phù hợp tầng đất lẫn đá
- Mũi kim cương: đảm bảo mẫu nguyên dạng trong lớp đá gốc
Ống mẫu quyết định chất lượng kết quả
- Ống mẫu nguyên dạng giữ được kết cấu thật của lớp đất
- Nếu mẫu bị trộn hoặc nén → sai số lớn khi phân tích chỉ số SPT, sức chịu tải
Hệ thống ống chống và đầu khoan: ổn định lỗ khoan
Trong tầng đất yếu, dễ sập thành hố khoan – cần:
- Ống chống: bảo vệ vách hố, duy trì hình dạng hố khoan
- Đầu khoan rửa: dùng dung dịch cuốn mùn khoan và làm mát mũi
Thiếu ống chống → hỏng mẫu, nguy cơ mất thiết bị.
Những sai lầm thường gặp khi khảo sát nền móng bằng máy khoan địa chất
- Chọn sai loại máy → không xuyên được lớp đất/đá → dừng thi công
- Dùng mũi khoan mòn → mẫu bị phá, sai kết quả khảo sát
- Không lấy mẫu nguyên dạng → không phân tích được cấu trúc thật
- Thiếu ống chống, không rửa hố khoan → sập thành hố, mất thiết bị
- Lấy số hố khoan không đại diện toàn công trình → sai lệch kết quả thiết kế
Lợi ích dài hạn khi đầu tư đúng máy khoan địa chất
- Tăng độ chính xác khảo sát → móng thiết kế chuẩn, an toàn
- Tối ưu tiến độ công trình → giảm thời gian lấy mẫu, xử lý số liệu
- Tiết kiệm chi phí tổng thể → tránh sai sót, không phải khoan lại
- Tái sử dụng nhiều lần → đầu tư thiết bị hiệu quả lâu dài
Bạn cần tư vấn chọn máy khoan địa chất hoặc thiết bị khảo sát nền móng?
Liên hệ ngay với Công ty TNHH Hanoi Vietnam – nhà cung cấp máy khoan, mũi khoan, ống mẫu hàng đầu tại Việt Nam.
Chat với tư vấn viên
Gọi ngay