Tính chất cơ lý đất đá ven biển Quảng Nam và ảnh hưởng đến công tác xây dựng công trình

Dựa trên 3000 dãy số liệu thu thập, trong đó có 118 dãy số liệu kiểm tra, có thể phân chia địa tầng đồng bằng ven biển Quảng Nam thành 5 nhóm với 42 phụ nhóm đất đá. Bài viết trình bày tính chất cơ lý đất đá ven biển Quảng Nam và ảnh hưởng đến công tác xây dựng công trình.

Trang 1

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 7(92).2015 45

TÍNH CHẤT CƠ LÝ ĐẤT ĐÁ VEN BIỂN QUẢNG NAM VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN

CÔNG TÁC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

PHYSICAL-MECHANICAL PROPERTIES OF ROCK AND SOIL IN THE COASTAL REGION

IN QUANG NAM AND THEIR INFLUENCES ON THE CONSTRUCTION

Nguyễn Thị Ngọc Yến1, Đỗ Quang Thiên2

1Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng; ngocyendc@gmail.com

2Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế; dquangthien@yahool.com

Tóm tắt - Dựa trên 3000 dãy số liệu thu thập, trong đó có 118 dãy

số liệu kiểm tra, có thể phân chia địa tầng đồng bằng ven biển

Quảng Nam thành 5 nhóm với 42 phụ nhóm đất đá Trong đó, có

17 nhóm đất rời có tính chất xây dựng tốt với sức kháng xuyên tiêu

chuẩn (N30) từ 8 đến 50, thường N30 = 17 – 32, và sức chịu tải tiêu

chuẩn (Rn) từ 0,75 kG/cm2 đến hơn 60 kG/cm2, phổ biến Rn = 1,50

- 3,00 kG/cm2 Đất dính đang trong quá trình tự nén chặt với giá trị

kd từ 0,13 đến 0,79 Đất yếu được chia thành 7 phụ nhóm, chúng

phân bố gần bề mặt đất và do đó nó chưa tự nén chặt với giá trị kd

< 0 (từ - 0,31 đến - 1,07), lún mạnh (a1-2= 0,068 - 0,128cm2/kG),

sức kháng cắt thấp (< 50, C<0,1KG/cm2) và sức chịu tải không

đáng kể (Rn< 0,5KG/cm2), gây ảnh hưởng xấu đến sự ổn định của

công trình Các nhóm đá cứng và đá nửa cứng có thể sử dụng làm

nền cho công trình xây dựng và vật liệu xây dựng

Abstract - Based on over 3000 data series, of which there are 118 rows

of data (test) it is possible to divide the stratigraphy of Quang Nam coastal plain into 5 groups with 42 subgroups of rocks and soils In which, 17 subgroups of cohesionless soils have the grain composition ranging, the coarser materials show the deeper distribution and therefore having better engineering properties with standard penetration resistance (N30) from 8 to over 50, commonly at N30 = 17 - 32 and standard bearing capacity (Rn) from 0.75 kG/cm2 to more than 60 kG/cm2, commonly at Rn = 1.50 –3.00 kG/cm2 Cohesive soils are now belonging to the self-compaction process with their natural compaction index of kd = 0.13 – 0.79 The group of soft soils is divided into 7 subgroups, These soils almost extend close to ground surface and so they belong to preself-compaction stage (kd = -1.07 -0.31) with high compressibility (a1-2= 0.068 – 0.128cm2/kG), low shear resistance (< 50, C<0.1KG/cm2) and bearing capacity (Rn < 0.5 kG/cm2) These soils have therefore caused adverse effects on the structure stability in the area The group of hard rocks (3 subgroups) and semi-hard rocks, can be used

as natural foundation of different structures and natural construction materials as well

Từ khóa - đồng bằng ven biển Quảng Nam; tính chất cơ lý đất đá;

chỉ số nén tự nhiên; sức chịu tải; địa tầng đệ tứ Key words - Quang Nam coastal plain; Physiacl-Mechanical Properties; natural compaction index; bearing capacity; quaternary

stratigraphy

1 Đặt vấn đề

Để có số liệu tin cậy về tính chất cơ lý (TCCL) của đất

đá phục vụ thiết kế thi công công trình xây dựng ở đồng

bằng ven biển (ĐBVB) Quảng Nam, từ lâu đã có nhiều cơ

quan khảo sát xây dựng, các nhà khoa học nghiên cứu

chuyên ngành tiến hành khoan đào, thăm dò, lấy mẫu và

thí nghiệm hàng nghìn mẫu TCCL đất đá ở trong phòng

thí nghiệm, cũng như thí nghiệm ngoài hiện trường Số

liệu thí nghiệm TCCL đất đá, nhất là các loại đất trầm tích

Đệ tứ rất phong phú và được lưu trữ ở nhiều cơ quan khác

nhau Trong đó, đáng kể nhất là số liệu TCCL đất đá thuộc

các dự án xây dựng lớn như: Cầu Cửa Đại, cầu Nổi, cầu

Bà Rén, dự án đường cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi, đề

án nghiên cứu lập bản đồ địa chất thủy văn – địa chất công

trình (ĐCTV – ĐCCT) tỷ lệ 1: 50000, vùng Duy Xuyên -

Tam Kỳ, đề án nghiên cứu lập bản đồ ĐCTV - ĐCCT tỷ

lệ 1: 200000, vùng Bình Sơn - Hải Vân,…[2, 5, 7a, 7b,

7c, 7d] Tuy nhiên, tập thể tác giả không thể thu thập đầy

đủ số liệu thí nghiệm TCCL hiện có đang còn lưu trữ phân

tán ở nhiều cơ quan khảo sát xây dựng, các tổ chức nghiên

cứu và các nhà khoa học Trong quá trình nghiên cứu,

nhóm nghiên cứu đã thu thập đưa vào xử lý trên 3000 dãy

số liệu (mẫu thí nghiệm), trong đó có 118 dãy số liệu

(kiểm tra) do chúng tôi thực hiện trong dự án “Đánh giá

tổng hợp điều kiện địa chất công trình vùng đồng bằng

ven biển Quảng Nam trong bối cảnh biến đổi khí hậu”

Khó khăn thứ hai là TCCL của đất đá được thí nghiệm,

phân tích bằng các thiết bị, phương pháp không đồng

nhất, do các thí nghiệm viên với tay nghề khác nhau thực hiện Thực tiễn sử dụng kết quả thí nghiệm TCCL đất đã cho thấy, cùng một mẫu đất đá thí nghiệm với thiết bị, phương pháp thí nghiệm và người tiến hành khác nhau thường cho kết quả chênh lệch nhau quá lớn, không đảm bảo độ tin cậy của số liệu Mặt khác, số liệu TCCL đất đá thu thập được không phải là số liệu phân tích các mẫu riêng lẻ mà chủ yếu là giá trị trung bình cộng của các tính chất cơ lý theo từng loại đất đá do người xử lý kết quả thí nghiệm cung cấp Ngay cả trong một số dự án xây dựng quan trọng, các đề án nghiên cứu quy mô lớn, số liệu TCCL đất đá phong phú cũng không được hệ thống hóa theo tiêu chí khoa học và xử lý bằng phương pháp xác xuất thống kê với độ chính xác cao để chọn các giá trị tính năng xây dựng dùng cho thiết kế, tính toán công trình Do vậy, trên cơ sở xử lý lại các dãy số liệu TCCL thu thập được, kết hợp với các dãy số liệu kiểm tra theo một phương pháp tiếp cận hợp lý, nhóm nghiên cứu đã tiến hành đánh giá TCCL của vùng đồng bằng nghiên cứu như

là cơ sở khoa học tin cậy cho công tác thiết kế, quy hoạch xây dựng và khai thác kinh tế lãnh thổ

2 Kết quả nghiên cứu và khảo sát

2.1 Phương pháp tiếp cận xử lý số liệu thí nghiệm tính chất cơ lý đất đá

Từ những khó khăn và hạn chế đã đề cập trên, với địa bàn nghiên cứu rộng lớn, nhóm nghiên cứu xử lý số liệu TCCT đất đá theo phương pháp tiếp cận như dưới đây:

Trang 2

46 Nguyễn Thị Ngọc Yến, Đỗ Quang Thiên

- Tổ hợp số liệu (hệ thống hóa) TCCL đất đá nhất thiết

phải tuân thủ tối đa nguyên tắc nhóm, phụ nhóm, loại thạch

học và dạng hoặc tựa dạng ĐCCT

- Các chỉ tiêu TCCL đất đá có số lượng số liệu thí

nghiệm hạn chế, kết quả thí nghiệm quá phân tán, kể cả

kém chính xác sẽ không đưa vào hệ thống hóa và xử lý số

liệu theo phương pháp đã chọn

- Công tác xử lý số liệu, xác định giá trị TCCL đất đá

phục vụ công tác xây dựng trong điều kiện có nhiều hạn

chế như đã nêu, thì hợp lý nhất là tiến hành theo phương

pháp giá trị trung bình số học như nhiều cơ quan khảo sát

xây dựng hoặc dự án nghiên cứu đã triển khai trước đây

trên lãnh thổ này

2.2 Hệ thống hóa, xử lý số liệu và xác định giá trị trung bình thành phần hạt tính chất cơ lý chủ yếu của đất đá khu vực

Quán triệt phương pháp tiếp cận đã luận giải trong hệ thống hóa, xử lý số liệu TCCL đất đá, trước hết nhóm nghiên cứu lựa chọn, sắp xếp số liệu thí nghiệm TCCL đất đá đã thu thập được theo từng nhóm, phụ nhóm, loại thạch học đến dạng hoặc tựa dạng ĐCCT vào tổ hợp số liệu theo quy định hiện hành, sau đó tiến hành xử lý số liệu, xác định giá trị trung bình từ thành phần hạt đến chỉ tiêu TCCT đất đá chủ yếu Dưới đây là phần minh họa kết quả xử lý, xác định giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của các tựa dạng ĐCCT thuộc các phụ nhóm và nhóm đất đá ĐCCT khác nhau Bản đồ phân bố đất đá khu vực thể hiện Hình 1

Hình 1 Bản đồ phân bố đất đá vùng nghiên cứu

2.2.1 Tính chất cơ lý đá

Do chịu tác động lâu dài của các quá trình địa chất ngoại

sinh, nội sinh, nhất là các hoạt động phá hủy đứt gãy kiến

tạo, hoạt động phong hóa mà các thành tạo đá gốc nói trên

bị nứt nẻ, phong hóa mãnh liệt Vì vậy, việc lấy mẫu đá

phong hóa ở mức độ khác nhau không thể hiện được, mà chỉ

xác định các chỉ tiêu TCCL đá phong hóa nhẹ của một số

mẫu hạn chế Kết quả xử lý và xác định giá trị trung bình số học một số chỉ tiêu TCCL đá cứng, nửa cứng được trình bảy trong Bảng 1 Từ số liệu minh họa trong Bảng 1, dễ dàng nhận thấy tính chất cơ lý của mẫu đá phong hóa từ nhẹ đến vừa biến đổi phức tạp trong phạm vi khá rộng thuộc hai nhóm đá cứng và nửa cứng, nhưng vẫn có thể sử dụng làm nền và môi trường cho các công trình xây dựng hoặc làm vật liệu xây dựng tự nhiên

Bảng 1 Giá trị trung bình chỉ tiêu cơ lý đá cứng và nửa cứng

ó Phụ nhóm Dạng hoặc tựa dạng

Địa chất Công trình

Các chỉ tiêu tính chất cơ lý chủ yếu của các dạng, tựa dạng ĐCCT

w g/cm3 ∆s g/cm3 n % W % Wmax % Rn

KG/cm2

Rnw KG/cm2 Kw  Độ C KG/

cm2

Eo KG /cm2

Biến chất

Đá phiến thạch anh - plagiocla - amphibol,

Đá phiến amphibol Amphibolit

2,74 2,72 2,71

2,77 2,78 2,82

1,09 2,30 4,66

0,21 0,47 0,39

0,56 0,94 2,38

1820

1365

1690

1747

1243

1518

0,96 0,91 0,90

35

34

33

474

378

486

89,810 56,924 73,875

Magma xâm nhập

Granit Granodiorit Diorit Gabro Diaba

2,66 2,67 2,69 2,78 2,72

2,67 2,73 2,76 2,90 2,88

3,54 4,85 3,08 2,93 2,45

0,28 0,86 0,55 0,91 1,02

0,81 2,70 1,62 2,02 2,38

1207

1579

1603

1952

1814

1662

1442

1475

1739

1578

0,88 0,91 0,92 0,89 0,87

37

36

34

32

33

301

403

426

540

492

53,441 76,213 80,175 97,827 82,904

Trang 3

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 7(92).2015 47 Trầm tích lục

nguyên cacbonat

Cát kết cứng chắc

Đá vôi hoa hóa

2,59 2,63 2,66 2,74 4,33 8,75

-

759

695

655

577 0,86 0,83

35

34

197

185 40,206

-

Đ cứ

ngTrầm tích lục

nguyên Nan

Cuội kết Cát kết Bột kết

- 2,59 2,50

- 2,67 2,69

- 4,94 7,07

-

485

493

375

-

411

307

- 0,83 0,82

37

34

31

121

130

106

-

2.2.2 Tính chất cơ lý nhóm đất rời

Đối với nhóm đất rời đang xét, sau thành phần hạt, trọng

lượng riêng, hệ số rỗng giới hạn (emax, emin) thì góc nghỉ ở trạng

thái khô và ướt, số liệu xuyên tiêu chuẩn (SPT) cũng được các

cơ quan khảo sát xây dựng, các nhà nghiên cứu quan tâm thí

nghiệm với khối lượng đáng kể Kết quả xử lý số liệu, xác

định giá trị trung bình thành phần hạt và các chỉ tiêu tính chất của nhóm đất rời được trình bày ở Bảng 2a, 2b Qua số liệu trên cho thấy đất rời ở ĐBVB Quảng Nam có thành phần hạt càng thô, thời gian thành tạo càng sớm và phân bố ở độ sâu càng lớn thì tính năng xây dựng biến đổi theo hướng có lợi càng mạnh, và sức chịu tải càng cao

Bảng 2a Giá trị trung bình thành phần hạt và các tính chất cơ lý đất rời

Phụ nhóm Dạng hay tựa dạng ĐCCT mẫu xử lý Số lượng

nhiên W,%

Dung trọng ướt

γw,g/cm3

Dung trọng khô

γc,g/cm3

<2 mm 2-1 mm 1-0,5 mm 0,5-0,25

mm 0,25-0,1

mm 0,1-0,005

mm

<0,005

mm

aQ2

Cát vừa xốp

Cát nhỏ xốp

29

37 7,84 2,03 7,16 5,87 33,58 8,81 32,97 29,02 11,45 33,14

5,77 18,12

1,23 3,01

̶

aQ2

Cát vừa xốp

Cát nhỏ xốp

Cát bụi xốp

33

42

32

6,07 1,29

̶

9,20 6,71 3,05

26,13 13,08 18,63

38,11 24,72 25,48

11,49 33,19 26,73

7,81 18,71 23,16

1,19 2,30 2,95

̶

̶ 25,46

̶

̶ 1,84

̶

̶ 1,47

aQ2

Cát thô chặt

Cát vừa chặt vừa

Cát nhỏ chặt vừa

37

36

29

10,22 4,79 1,03

14,42 9,23 3,72

29,60 16,35 5,82

26,35 25,70 39,58

9,83 26,44 21,60

7,54 15,36 15,45

2,04 2,13 2,80

̶

aQ13(2)đt

Cát thô chặt vừa

28

31

26

8,40 2,39 0,65

17,26 4,70 11,56

31,05 14,93 13,31

27,63 37,79 22,48

12,38 27,26 33,01

2,04 10,90 16,35

1,24 2,03 2,64

̶

̶ 20,14

̶

̶ 1,81

̶

̶ 1,51

aQ13(1)

Cát, cuội lẫn tảng

Cát thô chặt

Cát vừa chặt

15

34

38

75,39 12,06 0,91

8,96 13,73 8,64

5,23 30,18 12,73

3,85 25,21 41,37

2,79 10,37 23,56

2,50 6,04 10,16

1,28 2,41 2,63

̶

aQ1 Cát thô chứa cuội sỏi

Cát vừa chặt

27

29 21,15 2,26 15,21 14,58 24,17 18,69 23,42 26,13 10,05 15,34

4,40 9,92 1,60 3,08

̶

aQ1

Cát, cuội, tảng rất chặt

Cát thô lẫn cuội sỏi chặt

34

23 61,63 16,16 8,25 12,43 9,34 25,91 8,51 29,05

6,94 11,21

3,21 3,84 2,12 1,40

̶

̶ amQ2

Cát vừa chặt

27

24 8,15 5,48 6,97 13,24 30,46 35,60 29,79 28,32 15,07 12,61

7,15 4,39 2,41 3,06

̶ 19,65

̶ 1,87

̶ 1,56

mv Q2 Cát vừa xốp

Cát nhỏ xốp

68

21 0,50

̶ 11,49 3,64 42,38 11,37 40,03 34,82

4,27 49,08

1,33 1,09

̶

m Q2no

Cát vừa chặt vừa đến chặt

Cát nhỏ xốp đến chặt vừa

Cát bụi xốp

87

75

21

̶

3,15 1,08

̶

9,41 7,93 1,96

42,99 40,07 24,04

25,64 43,12 36,45

18,81 7,80 34,71

̶

̶ 2,84

̶

mQ13(2)đn

Cát vừa chặt

Cát bụi xốp

53

41

32

0,66

̶

2,27 2,76 0,67

10,65 9,37 4,15

43,93 37,66 22,84

25,86 33,19 31,72

16,63 17,02 38,60

̶

̶ 2,02

16,77

̶

1,87

̶

1,60

̶

mQ13(1)lc Cát chứa sỏi, cuội

Cát vừa xốp

27

29 17,15 2,64 29,62 19,36 37,18 47,75 13,47 25,38

2,58 3,12

̶ 1,30

̶

Bảng 2b Giá trị trung bình thành phần hạt và các tính chất cơ lý đất rời

Nhóm Phụ nhóm Dạng hay tựa dạng ĐCCT

Số lượng mẫu xử

lý

Trọng lượng

riêng s

g/cm3

Hệ số rỗng tự nhiêneo

Hệ số rỗng max

emax

Hệ số rỗng min emin

Độ chặt tương đối

kd=

𝑒 𝑚𝑎𝑥 −𝑒 𝑜

𝑒𝑚𝑎𝑥−𝑒𝑚𝑖𝑛

Góc nghĩ

khô d ,

độ

Gốc nghĩ ướt  ,

độ

Hệ số thấm nước K, m/ngđ

Giá trịSPT

Sứ cchịu tải tiêu chuẩn Rn KG/cm2

aQ2

Cát vừa xốp

Cát nhỏ xốp

29

37 2,66 2,66

̶

̶ 0,98 0,99 0,48 0,50

̶

32

30

25

23 18,50 5,75

̶

̶ 1,5 1,00

aQ2

Cát vừa xốp

Cát nhỏ xốp

Cát bụi xốp

33

42

32

2,66 2,66 2,67

̶

̶ 0,82

0,97 0,98 0,99

0,46 0,47 0,50

̶

̶ 0.34

32

30

28

26

24

22

14,75 5,50 2,20

̶

12

9

1,5 1,00

≤1,0

aQ2

Cát thô chặt

37

36

29

2,66 2,65 2,67

̶

0,96 0,97 0,98

0,46 0,48 0,49

̶

35

33

31

33

30

28

27,80 14,25 4,50

32

21

15

3,00 2,25 1,50

aQ13(2)đt

Cát thô chặt vừa

28

31

26

2,65 2,66 2,66

̶

̶ 0,76

0,97 0,98 0,97

0,48 0,48 0,49

̶

̶ 0.43

34

32

31

33

29

28

30,65 17,50 4,20

26

22

17

2,50 2,25 1,50

aQ13(1) Cát, cuội lẫn tảng

Cát thô chặt

15

34 2,67 2,66

̶

̶ 0,94

̶ 0,44

̶

37

̶

35

~100 28,50

>50

39

>60 3,5

Trang 4

aQ1

Cát thô chứa cuội sỏi

Cát vừa chặt

27

29 2,67 2,66

̶

̶ 0,93

̶ 0,43

̶

34

̶

32 26,15 15,50

>50

35 4,5 3,00

aQ1 Cát, cuội, tảng rất chặt

Cát thô lẫn cuội sỏi chặt

34

23 2,67 2,67

̶

~100 29,75

>50

37

>60 3,5 amQ2 Cát vừa chặt

27

24 2,66 2,66

̶ 0,70 0,93 0,94 0,42 0,44

̶ 0,48

32

30

28

26 20,15 5,50

29

18 2,50 1,50

mv Q2

Cát vừa xốp

Cát nhỏ xốp

68

21 2,65 2,66

̶

̶ 0,98 0,99 0,52 0,53

̶

32

30

28

27 22,72 11,65

10

8 1,00

≤1,0

m Q2no

Cát vừa chặt vừa đến chặt

Cát nhỏ xốp đến chặt vừa

Cát bụi xốp

87

75

21

2,65 2,66 2,67

̶

0,96 0,97 0,98

0,46 0,48 0,49

̶

32

30

29

27

26

25

20,50 5,25 1,35

14-41 10-20

8

1,5-2,5 1-1,75

≤1,0

mQ13(2)đn

Cát vừa chặt

Cát bụi xốp

53

41

32

2,65 2,65 2,67

0,66

̶

0,95 0,97 0,98

0,48 0,49 0,50

0,62

̶

33

31

29

28

26

24

19,75 5,0 1,20

31-44 15-19

10

2-3 1,5

~1,0

mQ13(1)lc Cát chứa sỏi, cuội

Cát vừa xốp

27

29 2,67 2,66

̶

~50

~25

̶

̶ 2,5 1,5

2.2.3 Tính chất cơ lý nhóm đất dính

So với nhóm đất rời, các chỉ tiêu TCCL đất dính đa

dạng hơn, số liệu thí nghiệm phong phú, công tác hệ thống

hóa, xử lý kết quả phân tích các mẫu đất phức tạp, khó khăn

hơn nhiều Giá trị trung bình thành phần các nhóm hạt cơ

bản, cũng như các chỉ tiêu tính chất cơ lý đất dính sau xử

lý được minh họa trong Bảng 3a, 3b Từ số liệu trình bày ở

Bảng 3a, 3b cho thấy, tính chất cơ lý đất có quan hệ rất chặt

chẽ với thành phần vật chất (thành phần hạt, thành phần

hóa khoáng), thời gian thành tạo cũng như đặc điểm phân

bố trong mặt cắt địa chất trầm tích Đệ tứ Trong đó trầm

tích có cùng thành phần vật chất, nếu được thành tạo sớm

và phân bố ở độ sâu lớn thì hệ số rỗng, độ ẩm, và tính chất nén lún, càng giảm, ngược lại dung trọng, sức kháng cắt, giá trị xuyên tiêu chuẩn càng tăng Đối với đất dính đặc trưng (sét pha, sét, kể cả bùn sét pha thuộc nhóm đất đặc biệt), sự biến đổi TCCL nói chung và quá trình phong hóa còn được thể hiện qua chỉ số tự nén chặt đất loại sét do V.A Priklonsky đề xuất kd Đất loại sét đặc trưng của lãnh thổ nghiên cứu đang trong quá trình tự nén chặt với giá trị

kd dao động từ 0,13 đến 0,79, tức là đất được nén chặt vừa Trong đó, đất loại sét thành tạo càng sớm giá trị kd càng cao (trầm tích amQ1mb có kd=0,70 - 0,77) Sét pha cứng amQ1đp với kd= 1,16 được xếp vào đất quá nén chặt và có sức chịu tải tới 3,50 KG/cm2

Bảng 3a Giá trị trung bình thành phần hạt và các chỉ tiêu cơ lý nhóm dính

Nhóm Phụ nhóm Dạng hay tựa dạng

ĐCCT

Số lượng mẫu

xử lý

Thành phần các nhóm hạt (%) Độ ẩm tự

nhiên,W,%

Dung trọng ướt

γw,g/cm3

Dung trọng khô

γc,g/cm3

Trọng lượng riêng

∆s,g/cm3

Hệ số rỗng tự nhiên

e0

Độ bão hòa G,%

Giới hạn chảy

WL, %

Giới hạn dẻo

WP,%

<2

mm 2-0,1

mm 0,1-0,005

mm

<0,005

mm

aQ22 Cát pha dẻo

Sét phanửa cứng

15

16 0,91

- 72,10 48,63 18,85 26,34 8,14 25,03 24,95 26,69

1,85 1,86 1,48 1,47 2,68 2,70 0,81 0,84 82,55 85,79 28,67 38,75 22,15 25,28

aQ13(2) đt Cát pha dẻo

Sét pha nửa cứng

15

24 1,47 0,74 67,15 53,18 22,61 27,44 8,27 18,64 26,01 27,08

1,88 1,91 1,49 1,50 2,68 2,70 0,80 0,80 87,13 92,07 28,53 33,75 22,11 23,56 amQ2

Cát pha dẻo

Sét pha dẻo mềm

19

13 3,52 0,47 65,80 56,46 23,87 21,41 6,81 26,26 26,70 30,88

1,85 1,90 1,46 1,45 2,68 2,70 0,83 0,86 86,21 96,95 27,56 39,02 22,03 22,39 amQ2

Cát pha dẻo

Sét dẻo cứng

21

40

15

2,14 1,58 0,26

62,68 47,86 41,85

27,25 25,39 24,62

7,43 25,17 33,27

24,53 26,82 29,89

1,89 1,89 1,91

1,52 1,49 1,47

2,68 2,70 2,72

0,76 0,81 0,85

86,50 89,40 95,65

27,82 39,56 42,74

21,37 24,84 25,37 amQ2 Cát pha dẻo

Sét pha dẻo

13

16 0,61

- 67,89 60,39 26,08 26,36 5,42 13,25 25,17 32,45

1,83 1,85 1,46 1,40 2,68 2,69 0,83 0,92 81,27 94,88 25,56 33,61 20,72 22,85 amQ13(2)

Cát pha dẻo

Sét dẻo cứng

19

40

15

1,39 0,87

-

68,11 58,40 40,75

25,24 21,37 27,17

5,26 19,36 32,08

24,82 27,09 32,16

1,89 1,88 1,89

1,51 1,48 1,43

2,67 2,69 2,71

0,77 0,82 0,89

86,08 88,87 97,68

26,59 34,75 40,44

21,45 23,14 23,71 amQ13(1)

Cát pha dẻo

Sét dẻo cứng

16

27

14

2,08 0,73

-

62,05 57,33 40,08

26,18 19,04 25,71

9,69 22,40 34,21

24,69 25,73 30,15

1,92 1,92 1,43

1,54 1,53 1,48

2,68 1,70 1,72

0,74 0,76 0,84

89,42 91,41 97,63

28,74 37,17 42,91

22,09 23,12 25,39 amQ21 mb

Cát pha dẻo

Sét nửa cứng

17

26

18

3,47 2,86 1,05

65,45 51,14 41,11

22,23 23,16 21,87

8,85 22,84 35,17

23,27 25,64 28,75

1,94 1,95 1,93

1,57 1,55 1,50

2,68 1,70 1,72

0,71 0,74 0,81

87,84 84,50 95,36

28,12 37,12 43,78

22.16 23,29 25,50 amQ1đp Cát pha cứng

Sét pha cứng

25

16 6,83 0,81 63,61 58,65 20,50 18,83 9,06 21,71 18,16 19,41

1,99 1,98 1,68 1,67 2,67 2,70 0,59 0,62 82,18 83,85 28,83 36,84 22,35 24,86 amQ2ch Cát pha dẻo

Sét pha dẻo

15

18 1,87 0,58 65,48 58,39 24,05 22,18 8,60 18,85 28,43 33,71

1,86 1,98 1,45 1,41 2,67 2,70 0,84 0,91 90,37 98,85 29,13 35,09 32,35 24,64

mlQ 2 kl

Cát pha dẻo

Sét dẻo cứng

19

34

26

1,84 0,53

-

59,87 48,24 39,59

29,03 28,95 23,22

9,26 22,28 37,19

21,14 27,85 31,49

1,89 1,89 1,91

1,50 1,48 1,45

2,68 2,70 2,72

0,78 0,82 0,87

89,14 91,70 98,45

29,61 37,89 45,38

22,74 24,90 26,16

mlQ 1 3(2) tb Cát pha dẻo 20 3,42 64,28 22,71 9,09 27,43 1,90 1,49 2,68 0,80 91,89 28,45 22,31

Trang 5

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 7(92).2015 49

Sét pha dẻo cứng

Sét dẻo mềm

38

17 3,16 1,75 52,63 41,57 29,69 25,92 20,52 30,76 28,16 32,29

1,89 1,87 1,47 1,42 2,70 2,72 0,84 0,91 90,51 96,53 34,86 40,28 23,72 23,06

mlQ 1 3(1) ht

Cát pha dẻo

Sét nửa cứng

23

30

24

1,65 1,03

-

65,74 52,69 41,17

25,03 21,72 20,82

7,58 24,56 38,01

25,36 26,05 31,58

1,92 1,91 1,93

1,53 1,51 1,47

2,68 2,70 2,72

0,75 0,79 0,86

90,61 89,03 99,88

27,41 38,96 47,09

22,59 23,15 27,45 edQ Sét pha cứng

Sét cứng

56

35 9.82 5.47 43,35 37,24 21,21 24,86 25,62 32,61 23,88 29,96

1,86 1,90 1,50 1,46 2,72 2,74 0,81 0,87 80,19 94,35 40,73 49,33 26,42 32,19

Bảng 3b Giá trị trung bình thành phần hạt và các chỉ tiêu cơ lý nhóm đất dính

ó Phụ nhóm Dạng hay tựa dạng ĐCCT

Số lượng mẫu xử

lý

Chỉ số dẻo

IP,%

Độsệt

B

Chỉ số tự nén chặt Kd

Hệ số nén lún

a1-2,

cm2/kG

Hệ số cố kết thấm đứng

Cv,cm2/s

Hệ số thấm đứng

Kv,cm/s

Áp lực tiền

cố kết

v

kG/cm2

Góc nội

ma sát

φ, độ

Lực dính kết

C, kG/cm2

Trị số SPT

Sức chịu tải tiêu chuẩn,

Rtc, kG/cm2

aQ22

Cát pha dẻo

15

16 6,56 13,47 0,44 0,10

- 0,56 0,034 0,030

-

14048’

20042’

0,06 0,24

7

24 1,15 2,0

aQ13(2) đt Cát pha dẻo

15

24 6,42 10,19 0,61 0,36

- 0,40 0,031 0,031

-

- 3,51.10-6 1,17.10-6

-

14045’

11030’

0,06 0,17

7

13 1,05 1,50 amQ2

Cát pha dẻo

Sét pha dẻo mềm

19

13 5,53 16,63 0,84 0,51

- 0,43 0,037 0,040

-

- 4,62.10-6 6,25.10-6

-

16005’

13006’

0,07 0,19

8

9 1,25 1,30

amQ2

Cát pha dẻo

Sét dẻo cứng

21

40

15

6,45 14,92 17,37

0,49 0,15 0,26

- 0,64 0,66

0,027 0,028 0,039

-

3,62.10-6 1,87.10-7 1,76.10-8

-

17008’

19048’

16015’

0,07 0,20 0,26

9

21

13

1,10 2,0 2,0 amQ2 Cát pha dẻo

Sét pha dẻo

13

16 4,84 10,76 0,42 0,89

-

- 0,040 0,059

-

8

8 1,25 1,30 amQ13(2)

Cát pha dẻo

Sét dẻo cứng

19

40

15

5,14 11,61 17,23

0,74 0,34 0,48

- 0,37 0,47

0,028 0,032 0,055

-

1,97.10-6 2,25.10-7 5,08 10-7

-

18025’

17030’

14048’

0,05 0,18 0,22

9

15

11

1,10 1,75 1,50 amQ13(1)

Cát pha dẻo

Sét dẻo cứng

16

27

14

6,65 14,05 17,52

0,39 0,18 0,27

- 0,64 0,69

0,026 0,027 0,045

-

17018’

20030’

15042’

0,10 0,18 0,29

12

25

19

1,50 2,00 2,00 amQ21 mb

Cát pha dẻo

Sét nửa cứng

17

26

18

5,46 13,83 18,28

0,19 0,17 0,18

- 0,70 0,77

0,025 0,023 0,029

-

24030’

22015’

16030’

0,10 0,21 0,30

21

27

22

1,75 2,50 2,50 amQ1đp Cát pha cứng

Sét pha cứng

25

16 6,48 11,98 -0,64 -0,45

- 1,16

- 0,015

-

25015’

- 0,32

>50

>50 3,00 3,50 amQ2ch Cát pha dẻo

Sét pha dẻo

15

18 5,78 10,45 0,88 0,87

- 0,13 0,039 0,057

-

10048’

9015’

0,11 0,19

10

- 1,35 1,25

mlQ 2 kl

Cát pha dẻo

Sét dẻo cứng

19

34

26

6,87 12,99 19,22

0,49 0,23 0,27

- 0,58 0,69

0,027 0,029 0,047

-

3,15.10-6 7,34.10-7 2,04.10-8

-

16030’

17015’

15048’

0,08 0,16 0,32

8

16

12

1,15 1,75 2,00

mlQ 1 3(2) tb

Cát pha dẻo

Sét pha dẻo cứng

Sét dẻo mềm

20

38

17

6,14 11,14 17,22

0,83 0,39 0,54

-0,34 0,40

0,036 0,035 0,060

-

4,16.10-6 8,12.10-7 6,27.10-6

-

15018’

16006’

10030’

0,07 0,15 0,24

7

15

13

1,05 1,75 1,50

mlQ 1 3(1) ht

Cát pha dẻo

Sét nửa cứng

23

30

24

4,82 15,81 19,64

0,57 0,18 0,21

- 0,71 0,79

0,027 0,028 0,044

-

20030’

18045’

16030’

0,06 0,18 0,27

16

23

22

1,25 2,00 2,25 edQ Sét pha cứng

Sét cứng

56

35 14,31 17,14 -0,18 -0,13

-

- 0,026 0,028

-

24018’

18030’

0,17 0,23

-

- 2,25 2,25

2.2.4 Tính chất cơ lý nhóm đất có thành phần, trạng thái

và tính chất đặc biệt (gọi tắt đất đặc biệt)

Đây là nhóm đất yếu có ảnh hưởng bất lợi đến việc quy

hoạch xây dựng cũng như thiết kế, thi công và khai thác công

trình trong khu vực Để có tài liệu bước đầu trong lựa chọn

giải pháp xử lý nền móng xây dựng trên tầng đất yếu, ngoài

thành phần hạt và các chỉ tiêu TCCL chủ yếu và cơ bản ra, đã

có một số cơ quan khảo sát xây dựng và nghiên cứu tiến hành

thí nghiệm chuyên đề đối với bùn sét pha, bùn sét, ít hơn có

bùn cát pha Số liệu hệ thống hóa và xử lý các dạng hoặc tựa

dạng địa chất công trình nhóm đất đặc biệt được trình bày ở

Bảng 4a, 4b cho thấy nhóm đất đặc biệt là thành tạo trầm tích chưa tự nén chặt với giá trị kd < 0 (từ - 0,31 đến - 1,07), lún mạnh (a1-2= 0,068 - 0,128cm2/kG), sức kháng cắt thấp (< 50, C<0,1KG/cm2) và sức chịu tải không đáng kể (Rn< 0,5KG/cm2) Do vậy, nói chung đất đặc biệt hay là đất yếu không thể sử dụng trực tiếp làm nền hay môi trường cho công trình, kể cả những loại công trình nhẹ, ít quan trọng Thật vậy, nhiều công trình, nhất là cầu cống, đường giao thông đã và sẽ thiết kế, thi công ở nền địa chất này đều phải tiến hành xử lý nền, nhằm tăng sức chịu tải của chúng bằng các biện pháp khác nhau

Bảng 4a Giá trị trung bình thành phần hạt và các chỉ tiêu cơ lý nhóm đất yếu

Nhóm Phụ nhóm Dạng hay tựa

dạng ĐCCT mẫu xử lý Số lượng

Thành phần các nhóm hạt (%) Độ ẩm tự

nhiên W,%

Dung trọng ướt

γw,g/cm3

Dung trọng khô

γc,g/cm3

Trọng lượng riêng

∆s, g/cm3

Hệ số rỗng tự nhiên

e0

Độ bão hòa G,%

Giới hạn chảy

WL, %

Giới hạn dẻo

WP,%

<2

mm 2-0,1

mm 0,1-0,005

mm

<0,005

mm

iệ amQ2ch Bùn cát pha

Bùn sét pha

33

19 1,04 0,23 64,07 57,91 25,11 20,33 9,78 21,53 41,14 45,25 1,78 1,73 1,26 1,19 2,68 2,70 1,13 1,27 97,57 96,20 30,16 36,25 23,43 24,87 ambQ2

Bùn sét pha

Bùn sét

27

29 0,29

- 47,51 41,48 25,44 25,43 26,76 33,09 47,38 50,82 1,73 1,69 1,17 1,12 2,69 2,71 1,30 1,42 98,04 96,99 39,94 43,76 25,36 26,13

Trang 6

abmQ2

Bùn cát pha

Bùn sét pha

Bùn sét

35

47

30

1,04 0,63 0,18

66,19 57,82 40,57

25,43 25,99 28,21

7,34 20,56 31,04

42,67 49,12 56,35

1,75 1,68 1,61

1,23 1,12 1,03

2,67 2,69 2,70

1,17 1,40 1,62

97,37 94,38 93,91

29,89 37,86 41,62

24,11 24,53 25,45 mlQ13(2)tb Bùn cát pha

Bùn sét pha

30

29 2,25 1,81 64,82 53,74 23,37 22,71 4,56 21,74 37,72 45,63 1,78 1,70 1,29 1,17 2,68 2,70 1,08 1,31 96,08 94,05 30,13 38,08 23,59 24,72 mlQ13(1)ht Bùn sét pha

Bùn sét

38

35 0,29

- 51,86 40,49 21,73 24,66 26,12 34,85 46,28 52,61 1,69 1,67 1,16 1,09 2,70 2,71 1,33 1,49 93,95 95,68 39,04 46,21 24,95 27,09

mQ2 no Bùn cát pha 32 1,15 66,39 27,61 4,85 38,85 1,76 1,27 2,67 1,10 94,30 29,43 25,47

mQ13(2)đn Bùn cát pha 35 0,51 64,58 27,52 7,39 40,09 1,74 1,24 2,68 1,16 92,62 31,90 26,58

Bảng 4b Giá trị trung bình thành phần hạt và các chỉ tiêu cơ lý nhóm đất yếu

Nhóm Phụ nhóm Dạng hay tựa dạng

ĐCCT

Số lượng mẫu

xử lý

Chỉ số dẻo Ip Độ sệtB Chỉ số tự nén

chặt Kd

Hệ số nén lún

a1-2,

cm2/kG

Hệ số cố kết thấm đứng

Cv,cm2/s

Hệ số thấm đứng Kv, cm/s

Áp lực tiền

cố kết

v

kG/cm2

Góc nội

ma sát

φ, độ

Lực dính kết

C, kG/cm2

Trị số SPT

Sức chịu tait iêu chuẩn, Rtc, kG/cm2

amQ2ch Bùn cát pha

Bùn sét pha

33

19 6,73 11,38 2,63 1,79

- -0,31 0,073 0,089

-

<50

nt

<0.10

nt

<4

nt

<0.5

nt ambQ2

Bùn sét pha

Bùn sét

27

29 14,58 17,63 1,51 1,40 -0,57 -0,49 0,091 0,116 0,62.10-2 0.43.10-3

2,45.10-7 2,21.10-8

0,53

abmQ2

Bùn cát pha

Bùn sét pha

Bùn sét

35

47

30

5,78 13,33 17,17

3,21 1,84 1,80

- -1,07 -1,01

0,077 0,099 0,128

6,56.10-2 1,18.10-2 0,54.10-3

2,42.10-6 5,31.10-7 3,14.10-8

0,63 0,59 0,54

nt

nt mlQ13(2)tb Bùn cát pha

Bùn sét pha

30

29 6,54 14,08 2,31 1,48

- -0,69 0,068 0,105 4,92.10-2 4,95.10-2

1,73.10-6 4,57.10-7

0,56 0,59

nt

nt mlQ13(1)ht Bùn sét pha

Bùn sét

38

35 14,09 19,12 1,51 1,33 -0,73 -0,46 0,090 0,121

-

nt

3 Kết luận

Từ các kết quả nghiên cứu trên, chúng tôi rút ra một số

kết luận sau:

- Trầm tích Đệ tứ có cùng thành phần vật chất, nguồn gốc

và thời gian thành tạo sớm, lại phân bố ở độ sâu lớn thì có độ

ẩm, hệ số rỗng, chỉ số nén lún càng giảm, ngược lại dung trọng,

lực kháng cắt, giá trị xuyên tiêu chuẩn,… càng tăng

- Đá cứng, đá nửa cứng là nguồn vật liệu xây dựng phong

phú, đồng thời cũng là nền, môi trường đảm bảo ổn định cho

bất kì loại công trình xây dựng thông thường nào

- Đất rời có thành phần hạt càng thô, thời gian thành tạo

càng sớm và phân bố ở độ sâu càng lớn thì tính năng xây

dựng biến đổi theo hướng có lợi càng mạnh, và sức chịu tải

càng cao

- Đất dính đang trong quá trình tự nén chặt (kd=0,13 đến

0,79) Trong đó, đất loại sét thành tạo càng sớm giá trị kd càng

cao (trầm tích amQ1mb có kd=0,70 - 0,77) Sét pha cứng

amQ1đp với kd= 1,16 được xếp vào đất quá nén chặt và có

sức chịu tải tới 3,50 KG/cm2 Do đó, có thể làm môi trường,

nền ổn định cho các công trình, kể cả tầng tựa cho hệ thống

móng cọc

- Nhóm đất yếu tuy phân bố gần mặt đất và bị các nhóm

đất dính, đất rời phủ lên, nhưng hầu như chưa được nén

chặt (kd= -0,31 đến -1,07), lún mạnh (a1-2= 0,068 - 0,128

cm2/kG), độ bền thấp (φ< 50, C < 0,1 kG/cm2) và sức chịu

tải không đáng kể (Rn< 0,5 kG/cm2) Đây là đất yếu thực

thụ, cần phải triển khai các biện pháp xử lý đất nền hợp lý

để đảm bảo sự ổn định của công trình

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Trường Đỉu (1995), Báo cáo lập bản đồ địa chất thủy văn -

địa chất công trình vùng Bình Sơn - Hải Vân, tỷ lệ 1:200.000, Liên

đoàn Địa chất thủy Văn- Địa chất công trình miền Trung

[2] Đỗ Văn Hải (2004), Báo cáo lập bản đồ ĐCCT- ĐCTV vùng Duy

Xuyên- Tam Kỳ tỉ lệ 1: 50.000, Liên đoàn Địa chất thủy văn- Địa

chất công trình miền Trung

[3] Cát Nguyên Hùng (1996), Bản đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1:50.000

nhóm tờ Hội An - Đà Nẵng, Lưu trữ Địa chất

[4] Đỗ Quang Thiên (1999), Đánh giá và dự báo các điều kiện ĐCCT

phục vụ qui hoạch và mở rộng đô thị Tam Kỳ - Quảng Nam đến

2020, Đề tài NCKH cấp cơ sở, Trường Đại học Khoa học Huế

[5] Vũ Ngọc Trân (1999), Báo cáo tổng hợp tài liệu điều tra địa chất

đôthị hành lang kinh tế trọng điểm miền Trung (từ Liên Chiểu đến Dung Quất) tỷ lệ 1:100.000, Lưu trữ Địa chất

[6] Nguyễn Thị Ngọc Yến, Nguyễn Hoàng Giang, Đỗ Quang Thiên

(2013), Tính chất xây dựng của các loại đất yếu khu vực đồng bằng

ven biển tỉnh Quảng Nam, Hội thảo quốc gia về hạ tầng giao thông

Việt nam với phát triển bền vững, NXBXD, tr 149-161

[7] Các báo cáo khảo sát ĐCCT vùng nghiên cứu

a Các báo các khảo sát ĐCCT dự án đường cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi đoạn qua tỉnh Quảng Nam, năm 2012

b Báo cáo khảo sát ĐCCT đường tránh Vĩnh Điện, năm 2002

c Các báo cáo khảo sát ĐCCT các dự án xây dựng cầu: cầu Cửa Đại, cầu Câu Lâu, cầu Nổi, cầu Bà Rén, cầu Tam Kỳ, cầu Kỳ Phú

d Các báo cáo khảo sát ĐCCT các công trình DD - CN ở Hội An, Vĩnh Điên, Nam Phước, Hà Lam, Tam Kỳ, Chu Lai

(BBT nhận bài: 17/03/2015, phản biện xong: 20/05/2015)

Định dạng
Số trang	6
Dung lượng	776,43 KB