Xây dựng sơ đồ địa chất công trình tỷ lệ 1 10.000 khu vực thành phố Long Xuyên, An Giang

- Bản đồ ĐCCT tỷ lệ 1/25.000 vùng đô thị Long Xuyên, An Giang, do kỹ sư Lương Quang Luân thực hiện năm 1997 đã tổng kết và phân ra các phức hệ địa tầng nguồn gốc khác nhau có mặt trong v

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

–™&˜—

PHẠM VĂN HÙNG

XÂY DỰNG SƠ ĐỒ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

TỶ LỆ 1:10.000 KHU VỰC THÀNH PHỐ

LONG XUYÊN, AN GIANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

TP HỒ CHÍ MINH - NĂM 2010 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LỜI CẢM ƠN

Sau gần 10 tháng thực hiện, đến nay đề tài cơ bản đã hoàn thành, nhân đây, cho phép em bày tỏ lòng biết ơn chân thành và cám ơn đến các quí thầy cô trường Đại học Khoa Học Tư Nhiên, trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, Liên đoàn Quy hoạch và Điều Tra Tài Nguyên Nước Miền Nam và đặc biệt là sự quan tâm và góp ý của Tiến sỹ Nguyễn Đình Tứ

Luận văn hoàn thành nhưng không thể tránh khỏi những khiếm khuyết cần được sửa chữa, bổ sung để hoàn thiện Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp để báo cáo đề tài hoàn thiện hơn, phục vụ cho công tác quy hoạch xây dựng khu vực thành phố Long Xuyên, An Giang nói riêng và khu vực Đồng bằng nam bộ nói chung

Xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG SỐ LIỆU v

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ v

MỞ ĐẦU vii

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ 2

1.2.1 Mục tiêu 2

1.2.2 Nhiệm vụ 2

1.3 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu 2

1.4 Nội dung nghiên cứu 2

1.5 Phương pháp nghiên cứu 2

1.6 Những điểm mới của luận văn 3

1.7 Ý nghĩa khoa học - thực tiễn của luận văn 3

1.7.1 Ý nghĩa khoa học 3

1.7.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH CHO KHU VỰC 4

2.1 Ngoài nước 4

2.2 Trong nước 4

2.2.1 Lịch sử nghiên cứu địa chất 4

2.2.2 Lich sử nghiên cứu địa chất công trình 6

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 7

3.1 Định nghĩa, khuynh hướng thành lập và phân loại bản đồ ĐCCT 7

3.1.1 Định nghĩa 7

3.1.2 Khuynh hướng thành lập 7

3.1.3 Phân loại bản đồ ĐCCT 8

3.2 Hướng dẫn kỹ thuật lập bản đồ địa chất công trình 9

3.2.1 Thu thập tài liệu về điều kiện địa lý tự nhiên, nhân văn, địa chất, địa mạo và địa chất thủy văn 9

3.2.2 Phương pháp phân tích ảnh máy bay và ảnh vệ tinh 27

3.2.3 Các phương pháp nghiên cứu địa vật lý 29

3.2.4 Nghiên cứu các quá trình và hiện tượng địa chất động lực 32

3.2.5 Công tác khoan, khai đào địa chất công trình 43

3.2.6 Công tác thí nghiệm ngoài trời 49

3.2.7 Tiêu chuẩn phân loại đất đá 61

3.2.8 Phương pháp lấy, bao gói, vận chuyển và bảo quản mẫu đất đá 63

3.2.9 Nguyên tắc phân vùng ĐCCT 71

3.3 Kỹ thuật lập bản đồ ĐCCT 71

3.3.1 Giới thiệu chung 72

3.3.2 Nguyên tắc thành lập bản đồ ĐCCT 72

3.3.3 Nội dung và phương pháp thành lập 73

3.4 Kỹ thuật lập bản đồ phân vùng ĐCCT 85

3.4.1 Nguyên tắc phân vùng ĐCCT 86

3.4.2 Nội dung và phương pháp thành lập 86

CHƯƠNG 4 XÂY DỰNG SƠ ĐỒ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÙNG THÀNH PHỐ LONG XUYÊN, AN GIANG 89

4.1 Cơ sở tài liệu xây dựng sơ đồ ĐCCT 89

4.1.1 Thu thập tài liệu 89

4.1.2 Chỉnh lý tài liệu 89

4.1.3 Xây dựng sơ đồ địa chất công trình 90

4.2 Tổng quan vùng nghiên cứu 93

4.2.1 Đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu 93

4.3 Đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu 101

4.3.1 Địa tầng 101

4.3.2 Kiến tạo 109

4.3.3 Đặc điểm địa mạo 110

4.3.4 Đặc điểm tân kiến tạo 112

4.3.5 Lịch sử phát triển kiến tạo 113

4.4 Đặc điểm địa chất công tình vùng nghiên cứu 114

4.4.1 Đặc điểm cấu trúc địa chất 114

4.4.2 Đặc điểm địa mạo 115

4.4.3 Đặc điểm địa chất thủy văn 116

4.4.4 Các quá trình và hiện tượng địa chất động lực công trình 119

4.4.5 Tính chất cơ lý của các loại đất 121

4.4.6 Vật liệu xây dựng 128

4.5 Phân vùng địa chất công trình 130

4.5.1 Khu VIIA1-Phát triển phức hệ thạch học nguồn gốc nhân sinh tQIV3 130

4.5.2 Khu VIIA2 - Khu phát triển phức hệ thạch học nguồn gốc sông aQIV3 131 4.5.3 Khu VIIA3 - Khu phát triển phức hệ thạch học nguồn gốc hỗn hợp sông - biển amQIV2-3 và nguồn gốc biển mQIV1-2 132

KẾT LUẬN 134

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 136

TÀI LIỆU THAM KHẢO 138

LÝ LỊCH KHOA HỌC 140

DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG SỐ LIỆU

Bảng 3-1 Mổ tả đá Magma và biến chất 16

Bảng 3-2 Mô tả đất đá, mảnh vụn 17

Bảng 3-3 Mô tả đất loại sét 17

Bảng 3-4 Những dấu hiệu để xác định loại đất 18

Bảng 3-5 Đánh giá bằng mắt, độ sệt của đất loại sét 19

Bảng 3-6 Phân loại nước ngầm theo độ khoáng hóa 26

Bảng 3-7 Phân loại nước ngầm theo độ cứng 26

Bảng 3-8 Mức độ khe nứt của đá 41

Bảng 3-9 Độ chặt tương đối của cát theo kết quả SPT 52

Bảng 3-10 Tương quan giá trị SPT, trạng thái và độ bền của đất 52

Bảng 3-11 Tương quan giữa độ chặt và sức kháng xuyên mũi côn của đất loại cát 55

Bảng 3-12 Tương quan giữa góc ma sát trong và sức kháng mũi xuyên của đất cát 56

Bảng 3-13 Tương quan giữa sức chịu tải cho phép và sức kháng mũi xuyên(đất sét) 56

Bảng 3-14 Đặc trưng thiết bị cắt cánh theo ASTM D 2573(Mỹ), LCP (Pháp) và Trung Quốc 57

Bảng 3-15 Phân loại đất đá 62

Bảng 3-16 Phân loại đất 62

Bảng 3-17 Các đơn vị phân vùng ĐCCT 87

Bảng 3-18 Các ký hiệu khác trên bản đồ phân vùng ĐCCT 88

Bảng 3-19 Bảng đặc trưng các yếu tố phân vùng ĐCCT 88

Bảng 4-1 Lượng mưa các tháng trong năm (2000 - 2005),mm 96

Bảng 4-2 Độ ẩm trung bình các tháng trong năm (2000 - 2005), % 97

Bảng 4-3 Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm (2000 - 2005), 0C 98

Bảng 4-4 Mực nước ngầm khu vực thành phố Long Xuyên 116

Bảng 4-5 Kết quả các chỉ tiêu đánh giá ăn mòn bê tông 118

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 3-1 Chú giải hướng dẫn thể hiện các thành tạo đệ tứ trên bản đồ ĐCCT 76

Hình 3-2 Chú giải hướng dẫn thể hiện các thành tạo đệ tứ trên bản đồ ĐCCT 76

Hình 3-3 Chú giải hướng dẫn thể hiện các thành tạo trước đệ tứ trên bản đồ ĐCCT 77

Hình 3-4 Chú giải hướng dẫn thể hiện các thành tạo trước đệ tứ trên bản đồ ĐCCT 77

Hình 3-5 Ký hiệu thạch học trên bản đồ ĐCCT 78

Hình 3-6 Ký hiệu thạch học trên bản đồ ĐCCT 79

Hình 3-7 Chú giải về thành phần thạch học 80

Hình 3-8 Chú giải về thành phần thạnh học 81

Hình 3-9 Chú giải về đặc điểm địa chất thủy văn trên bản đồ ĐCCT 81

Hình 3-10 Chú giải các ranh giới địa chất 82

Hình 3-11 Chủ giải các quá trình và hiện tượng địa chất động lực 82

Hình 3-12 Các ký hiệu điểm nghiên cứu 83

Hình 3-13 Chú giải các công trình nghiên cứu trên mặt cắt ĐCCT 85

Hình 3-14 Các chú giải khác trên mặt cắt 85

Hình 4-1 Các phân vị ĐCCT khu vực nghiên cứu 92

Hình 4-2 Các phân vị ĐCCT khu vực nghiên cứu 92

Hình 4-3 Các đơn vị phân vùng ĐCCT 93

Hình 4-4 Mực nước cao nhất, trung bình và thấp nhất trên sông Hậu tại trạm Châu Đốc (từ năm 1927 đến năm 2005) 95

Hình 4-5 Mực nước cao nhất, trung bình và thấp nhất trên sông Hậu tại trạm Long Xuyên (từ năm 1940 đến năm 2005) 96

MỞ ĐẦU

Nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, các khu công nghiệp tập trung, cơ sở hạ tầng kỹ thuật, khu đô thị mới… đang được xây dựng với tốc độ ngày càng lớn, song việc xây dựng các công trình mới hầu như chưa được các nhà quản lý quy hoạch một cách tổng thể hoặc quy hoạch mà chưa quan tâm đến không gian ngầm Để có cơ sở phục vụ cho công tác quy hoạch được tối ưu nhất thiết phải lập bản đồ địa chất công trình khu vực đô thị nhằm cung cấp cho các cơ quan chuyên môn lập chiến lược và phân vùng chức năng sử dụng đất, phục vụ lập báo cáo quy hoạch đô thị, báo cáo dự án đầu tư,

dự án tiền khả thi, thiết kế cơ sở các công trình xây dựng Luận văn “Xây dựng

sơ đồ địa chất công trình tỷ lệ 1: 10.000 khu vực thành phố Long Xuyên An Giang” nhằm giải quyết vấn đề nêu trên ở khu vực thành phố Long Xuyên, An

Giang

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Tài nguyên đất có vai trò đặc biệt quan trọng trong đời sống và sản xuất, việc nghiên cứu, đánh giá hiện trạng và tổng hợp các nguồn tài liệu đã nghiên cứu về chúng là rất cần thiết Trên cơ sở đó lập ra các quy hoạch và kế hoạch

sử dụng lâu bền tài nguyên đất cho các mục đích khác nhau, đồng thời các loại bản đồ, sơ đồ chuyên môn phục vụ cho các mục đích kinh tế khác nhau là rất cần thiết

Nhìn chung các công trình nghiên cứu từ năm 1975 đến nay đều nhằm mục đích làm sáng tỏ điều kiện địa chất công trình của vùng và đã thu được những kết quả nhất định Các kết quả nghiên cứu này làm cơ sở cho việc thực hiện các mục đích của đề tài

Tuy nhiên, do các báo cáo về địa chất địa chất công trình trên địa bàn khu vực thành phố Long Xuyên - An Giang được thực hiện ở các thời điểm khác nhau, trên một qui mô không lớn và phục vụ cho các mục đích cụ thể khác nhau nên cách thành lập các loạt bản đồ ĐCCT cũng khác nhau, không theo một chú giải thống nhất Rõ ràng là tỉnh An Giang nói chung và thành phố Long Xuyên nói riêng đang có một khối lượng thông tin rất lớn về ĐCCT, nhưng chưa được thu thập, tổng hợp, chỉnh lý và trình bày một các tổng quát theo chú giải lập bản đồ ĐCCT mới nhất đang thịnh hành trên thế giới Việc kế thừa, nghiên cứu, thu thập các tài liệu bổ sung để lập loạt bản đồ ĐCCT tỷ lệ 1:10.000 trên địa bàn toàn tỉnh An Giang là một công việc hết sức bức xúc, trong đó đáng chú ý nhất là khu vực thành phố Long Xuyên

Tóm lại, vấn đề cấp thiết hiện nay cho công tác quy hoạch là đánh giá được điều kiện địa chất công trình theo diện và theo chiều sâu, từ đó định hướng cho quy hoạch các khu xây dựng và lựa chọn các giải pháp nền móng

Có nghĩa là cần thiết phải lập sơ đồ địa chất công trình và đánh giá điều kiện đất nền là các công việc cấp thiết cần phải thực hiện trong thời gian sớm nhất

Luận văn: “ Xây dựng sơ đồ địa chất công trình tỷ lệ 1:10.000 khu vực thành phố Long Xuyên, An Giang” là đề tài chuyên ngành nhằm xây dựng một

sơ đồ địa chất công trình và đánh các điều kiện địa chất công trình phục vụ cho các mục đích nêu trên

- Nghiên cứu nội dung và phương pháp thành lập bản đồ ĐCCT

- Thu thập tài liệu: Bản đồ địa hình, khí tượng thủy văn, địa chất, ĐCCT

- Thành lập sơ đồ địa chất khu vực nghiên cứu tỷ lệ 1: 10.000

- Thành lập sơ đồ địa chất công trình khu vực nghiên cứu tỷ lệ 1: 10.000

- Thành lập sơ đồ phân vùng ĐCCT khu vực nghiên cứu tỷ lệ 1: 10.000

- Đánh giá điều kiện địa chất công trình

1.3 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Phạm vi và đối tượng nghiên cứu là các phức hệ thạch học đến chiều sâu 60m khu vực thành phố Long Xuyên trên diện tích 45 km2 bao gồm phường Bình Khánh, Mỹ Bình, Mỹ Hòa, Mỹ Long, Mỹ Phước, Mỹ Thới và phường Mỹ Thạnh

1.4 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu các bước tiến hành thành lập bản đồ ĐCCT

- Xây dựng sơ đồ địa chất công trình vùng TP Long Xuyên tỷ lệ 1: 10.000

- Đánh giá điều kiện địa chất công trình khu vực thành phố Long Xuyên

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp kế thừa: bao gồm thu thập, xử lý, tổng hợp tài liệu,

phương pháp này sẽ sử dụng xuyên suốt trong quá trình thực hiện luận văn

- Phương pháp khảo sát chuyên môn địa chất công trình: bao gồm lộ

trình khảo sát thực địa, đo đạc, mô tả các điểm nghiên cứu …

- Ứng dụng công nghệ tin học: Ứng dụng các phần mềm chuyên ngành

trong xử lý, phân tích, tổng hợp và trình bày đồ họa các tài liệu địa chất công trình

1.6 Những điểm mới của luận văn

- Lần đầu tiên thành lập sơ đồ ĐCCT tỷ lệ 1:10.000 vùng TP Long Xuyên, An Giang

- Lần đầu tiên 6 yếu tố địa chất công trình khu vực nghiên cứu được đánh giá một cách định lượng

1.7 Ý nghĩa khoa học - thực tiễn của luận văn

1.7.1 Ý nghĩa khoa học

- Đánh giá một cách định lượng điều kiện ĐCCT khu vực nghiên cứu

- Có thể áp dụng hướng nghiên cứu này cho các vùng ở đồng bằng Nam

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ

ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH CHO KHU VỰC 2.1 Ngoài nước

Hiệp hội Địa chất công trình quốc tế (IAEG) được thành lập từ năm

1964, gồm 59 quốc gia tham gia trong đó có Việt nam, đã đề ra mục tiêu:

- Xúc tiến và hỗ trợ phát triển của các đột phá công nghệ về ĐCCT

- Phổ biến và đào tạo về địa chất công trình

- Tập hợp, đánh giá và phổ biến những thành quả nghiên cứu của địa chất công trình trên toàn thế giới

Năm 1992 phương châm hoạt động trên đã trở thành đạo luật chính thức của tổ chức quốc tế này

Tại hầu hết các nước phương Tây, quản lý tổng hợp tài nguyên đất đã được thực hiện từ những năm 70 Thông qua thành lập các loại bản, sơ đồ địa chất công trình để tiến hành phân loại tài nguyên đất cho các mục đích sử dụng khác nhau, phục vụ để đánh giá và dự báo các diễn biến tương lai, liên quan đến các hoạt động khai thác đất đai cũng như các nguồn tài nguyên khoáng sản khác

2.2 Trong nước

Tài nguyên đất có vai trò đặc biệt quan trọng trong đời sống và sản xuất, việc nghiên cứu, đánh giá hiện trạng và tổng hợp các nguồn tài liệu đã nghiên cứu về chúng là rất cần thiết Trên cơ sở đó lập ra các qui hoạch và kế hoạch sử dụng lâu bền tài nguyên đất cho các mục đích khác nhau là rất cần thiết

Nhìn chung các công trình nghiên cứu từ trước đến nay đều nhằm mục đích làm sáng tỏ điều kiện địa chất, địa chất công trình của vùng và đã thu được những kết quả nhất định Các kết quả nghiên cứu này làm cơ sở cho việc thực hiện các mục đích của đề tài

2.2.1 Lịch sử nghiên cứu địa chất

Ngay từ đầu thế kỷ 20 các nhà địa chất Pháp đã tiến hành đầu tư, nghiên cứu địa chất Đông Dương trong đó có phần Nam Bộ Đặc biệt là năm 1935-

1937, khi lập bản đồ địa chất Đông Dương 1:500.000, E Saurin đã đưa ra khái niệm phù sa cổ, phù sa trẻ để phân chia trầm tích Kainozoi ở phía nam Đông Dương Ranh giới giữa hai địa tầng này là ranh giới giữa hai thống Holocen và Pleistocen

Năm 1958-1961 F.R Moorman thành lập bản đồ thổ nhưỡng toàn miền Nam tỷ lệ 1:1.000.000 Ngoài ra còn có các công trình nghiên cứu có tính chất khu vực mà chủ yếu các bài báo của Trần Kim Thạch, William Phạm và một số tác giả khác về các mặt như cấu tạo, kiến tạo, địa chất thềm lục địa

2.2.1.2 Giai đoạn nghiên cứu sau năm 1975

Sau khi đất nước thống nhất, các nhà khoa học địa chất mới có điều kiện

để tiến hành thi công các dự án nghiên cứu địa chất

Năm 1976-1980 Trần Đức Lương và Nguyễn Xuân Bao đã đo vẽ bản đồ địa chất phía Nam tỷ lệ 1:500.000, đồng thời tổng hợp và hiệu đính phần phía Bắc Trên cơ sở đó các tác giả thành lập bản đồ địa chất thống nhất Việt Nam

tỷ lệ 1:500.000 Trên tờ bản đồ này lần đầu tiên vùng Nam Bộ được nghiên cứu bài bản Các địa tầng của trầm tích Kainozoi và các đá trước Kainozoi đã được xác định trên cơ sở nghiên cứu các mặt cắt qua các lỗ khoan chuẩn có đầy đủ tài liệu

Từ năm 1981 đến 1991 Liên đoàn địa chất 6 đã tiến hành lập bản đồ địa chất tỷ lệ 1:200.000 Nam Bộ do Hoàng Ngọc Kỷ và sau này là Nguyễn Ngọc Hoa thực hiện Báo cáo này là tài liệu hệ thống hóa và nghiên cứu chi tiết nhất

về địa chất Nam Bộ Các địa tầng được phân chia chi tiết dựa trên số liệu phân tích khá đầy đủ qua các mặt cắt chuẩn, hệ thống lỗ khoan chuẩn tin cậy

Gần đây nhất, năm 2003 Liên đoàn Bản đồ địa chất miền Nam phối hợp với Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT miền Nam thực hiện đề án "Phân chia địa tầng N-Q và nghiên cứu cấu trúc địa chất Đồng bằng Nam Bộ tỉ lệ 1:250.000" Trên

cơ sở tổng hợp và hệ thống hoá địa tầng các lỗ khoan, đã phân chia dựa trên các kết quả nghiên cứu để thành lập các mặt cắt chuẩn cho Đồng bằng Nam Bộ

2.2.2 Lich sử nghiên cứu địa chất công trình

Công tác này mới chỉ được triển khai sau năm 1975, trong đó đáng quan tâm nhất là các công trình sau:

- Bản đồ ĐCCT tỷ lệ 1/3.000.000 toàn quốc do Nguyễn Thanh và Trần Văn Hoàng hoàn thành năm 1984

- Bản đồ địa chất công trình tỷ lệ 1/250.000 đồng bằng Nam Bộ trong đề tài “Thành lập chỉ tiêu cơ lý đất đồng bằng Việt Nam” do Nguyễn Thanh và Phạm Xuân lập năm 1990

- Bản đồ ĐCTV-ĐCCT đồng bằng Nam Bộ tỷ lệ 1/200.000 do kỹ sư Bùi Thế Định chủ biên, hoàn thành năm 1992

- Bản đồ ĐCCT tỷ lệ 1/25.000 vùng đô thị Long Xuyên, An Giang, do

kỹ sư Lương Quang Luân thực hiện năm 1997 đã tổng kết và phân ra các phức

hệ địa tầng nguồn gốc khác nhau có mặt trong vùng nghiên cứu về chiều sâu,

bề dày phân bố, thành phần vật chất và tích chất cơ lý của chúng cùng các yếu

tố địa chất công trình khác với mức độ chi tiết tương ứng với tỷ lệ bản đồ

Tóm lại, sau hơn 30 năm thống nhất đất nước, nhiều những công trình nghiên cứu về địa chất, địa chất công trình đã được tiến hành, nhiều bài báo, đề tài nghiên cứu về địa tầng, cổ sinh, kiến tạo, cấu tạo, địa mạo đã được công

bố và đó là những tài liệu khoa học rất có ý nghĩa về lý thuyết và thực tiễn

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THÀNH LẬP

BẢN ĐỒ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 3.1 Định nghĩa, khuynh hướng thành lập và phân loại bản đồ ĐCCT 3.1.1 Định nghĩa

Bản đồ địa chất công trình là một loại bản đồ địa chất, thể hiện tổng quát tất cả những yếu tố của môi trường địa chất có ý nghĩa trong việc quy hoạch sử dụng đất, trong thiết kế, xây dựng và bảo dưỡng các công trình xây dựng

Các yếu tố địa chất được thể hiện trên các bản đồ ĐCCT:

1 Đặc điểm của đất đá gồm cả diện tích phân bố, sự xắp xếp địa tầng và cấu trúc, tuổi, nguồn gốc, thạch học, trạng thái vật lý, các tính chất vật lý và

cơ học của chúng

2 Các điều kiện địa chất thủy văn: Diện phân bố của đất đá chứa nước, các đới lỗ hổng mở được bão hòa nước, chiều sâu mực nước dưới đất và khoảng dao động của nó, những khu vực nước có áp và mực nước áp lực,

hệ số chứa nước, hướng dòng chảy, các mạch lộ, sông, hồ và diện tích có khả năng xẩy ra ngập nước, độ pH, độ mặn và đặc tính ăn mòn

3 Các điều kiện địa mạo: địa hình bề mặt và những yếu tố quan trọng của cảnh quan

4 Các hiện tượng địa chất động lực: xói mòn và tích tụ, các hiện tượng do gió, đóng băng vĩnh cửu, dịch chuyển sườn dốc, sự hình thành Carst, xói ngầm, lún đất, thay đổi thể tích của đất, các số liệu về địa chấn gồm các đứt gãy đang hoạt động, những chuyển động kiến tạo khu vực hiện đại và hoạt động núi lửa

3.1.2 Khuynh hướng thành lập

Cho đến nay trên thế giới tồn tại 2 khuynh hướng thành lập bản đồ ĐCCT

3.1.2.1 Theo khuynh hướng thành hệ

Theo khuynh hướng thành hệ của I.V.Popov, 1959 và M.K.Tsurinov,

1968 tức là phân chia đất đá ra các thành hệ, phức hệ địa chất nguồn gốc

Theo khuynh hướng này thì trên bản đồ địa chất công trình các thành hệ

và các phức hệ địa chất nguồn gốc được thể hiện rõ nét nhất Cách biểu thị này

sẽ trùng lặp với bản đồ địa chất làm cho bản đồ ĐCCT không thể hiện được những thông tin độc lập và những đặc điểm riêng của mình Các thành hệ và phức hệ địa chất nguồn gốc thường bao gồm nhiều loại đất đá có thành phần thạch học và tính chất cơ lý khác nhau, cho nên khuynh hướng này không thể hiện được đặc tính địa chất công trình của các loại đất đá Bởi vậy chỉ có thể phù hợp với các bản đồ tỷ lệ khái quát và nhỏ

Ưu điểm của khuynh hướng này là phản ánh được đặc điểm cấu trúc địa chất, nguồn gốc và các yếu tố tạo đá, quy luật phân bố đất đá trong không gian cùng chung một cơ cấu tác dụng lẫn nhau và cùng một xu thế biết đổi trạng thái

và tính chất của đất đá

Nhược điểm: Sự phân loại đất đá theo nguyên tắc này khác xa với phân loại đất đá trong địa chất công trình, trong các quy phạm, định mức và tiêu chuẩn hiện hành

Theo khuynh hướng địa chất công trình của N.V.Kolomenski, 1968 và V.D.Lomtadze, 1971…., đối tượng chính của ĐCCT là đất đá được đưa lên vị trí hàng đầu và được phân chia theo những phân loại trong địa chất công trình

Ưu điểm của khuynh hướng này là đã khắc phục được những nhược điểm của khuynh hướng thành hệ

Nhược điểm của khuynh hướng này là ít chú ý đến việc biểu thị các thông tin về địa chất cũng như lịch sử tự nhiên của quá trình hình thành và biến đổi đất đá (nguồn gốc và tuổi)

3.1.3.2 Theo nội dung

- Bản đồ phân tích: cung cấp những thông tin chi tiết về những yếu tố riêng biệt của môi trường địa chất, hoặc đánh giá chúng Nội dung của chúng phản ánh trong tên gọi, ví dụ: bản đồ mức độ phong hóa, bản đồ khe nứt, bản đồ tai biến địa chất

- Bản đồ tổng hợp: gồm hai loại, chúng có thể là bản đồ điều kiện ĐCCT; mặt khác chúng có thể là bản đồ phân vùng ĐCCT, đánh giá

và phân loại các đơn vị lãnh thổ riêng biệt trên cơ sở mức độ đồng nhất của điều kiện ĐCCT của chúng Hai loại bản đồ này có thể kết hợp lại ở tỉ lệ nhỏ

- Bản đồ phụ trợ: Thể hiện các số liệu thực tế như: bản đồ tài liệu thực

tế, bản đồ khoanh vùng cấu trúc, bản đồ đẳng chiều dày

- Bản đồ bổ sung kèm theo: gồm bản đồ địa chất, kiến tạo, thổ nhưỡng, địa vật lý, địa chất thủy văn, chúng là những bản đồ tài liệu cơ sở khi được đưa vào bộ bản đồ ĐCCT

- Tỷ lệ lớn: 1: 10.000 và lớn hơn

- Tỷ lệ trung bình: nhỏ hơn 1: 10.000 và lớn hơn 100.000

- Tỷ lệ nhỏ: 1: 100.000 và nhỏ hơn

3.2 Hướng dẫn kỹ thuật lập bản đồ địa chất công trình

3.2.1 Thu thập tài liệu về điều kiện địa lý tự nhiên, nhân văn, địa chất, địa mạo và địa chất thủy văn

3.2.1.1 Địa lý tự nhiên và nhân văn

Các yếu tố của điều kiện địa lý tự nhiên và nhân văn gồm: địa hình, khí hậu, nước mặt, lớp phủ thổ nhưỡng và thực vật, dân cư và khai thác kinh tế lãnh thổ

Mục đích của việc thu thập tài liệu về các yếu tố này để: Lập kế hoạch

tổ chức và phương pháp tiến hành lập bản đồ; Đánh giá điều kiện địa lý tự nhiên và nhân văn như là yếu tố địa chất công trình khi xây dựng và khai thác lãnh thổ lập bản đồ

1 - Địa hình

Khi đánh giá các điều kiện địa chất công trình lãnh thổ, đặc điểm địa hình của nó có ý nghĩa quan trọng Vị trí độ cao của vùng ảnh hưởng đến đặc điểm khí hậu, cũng như biểu hiện của các quá trình địa chất động lực liên quan đến sự phân cắt địa hình

Sự chênh lệch độ cao tương đối ( lớn nhất và nhỏ nhất trong 1km2) đặc trưng cho cường độ phân cắt thẳng đứng của vùng lập bản đồ thông thường, phân cắt đứng mạnh không thuận lợi cho xây dựng Tuy nhiên đối với một số dạng công trình (thủy lợi, thủy điện, khu nghỉ mát ) sự chênh lệch lớn về độ cao địa hình cho phép thi công hợp lý công trình Tương tự như vậy, cũng cần xác định mức độ phân cắt ngang của địa hình, độ nghiêng của sườn dốc, hình thái của chúng (thẳng, lồi lõm, phân bậc…) để xác định các đại lượng trên trong quá trình lập bản đồ có thể sử dụng phương pháp khảo sát ảnh bằng máy bay hoặc công tác thực địa (đo độ cao bằng thiết bị chuyên dùng, đo độ dốc sườn dốc bằng địa bàn địa chất hay dụng cụ đo độ nghiêng…)

2 - Khí hậu

Sự dao động nhiệt độ trong không khí ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất địa chất công trình của đất đá và tính phong hóa của chúng Hàng loạt yếu tố khí hậu (nóng, lạnh, khô, ẩm ướt) trong thực tế đã ảnh hưởng đến cường độ và phát triển của các quá trình địa chất công trình Trong quá trình lập bản đồ địa chất công trình cần phải tiến hành thu thập và phân tích các tài liệu về khí hậu sau đây:

a - Nhiệt độ không khí (đơn vị độ, 0C): lớn nhất và nhỏ nhất của nhiệt độ trung bình năm và lãnh thổ lập bản đồ (ghi tháng quan trắc), biên độ dao động hàng năm của nhiệt độ trung bình tháng

b - Độ ẩm không khí tương đối và tuyệt đối (đơn vị phần trăm %) theo tháng, mùa, số ngày mưa và sương mù

c - Lượng mưa (đơn vị, mm): dạng mưa, tổng lượng mưa trung bình năm theo nhiều năm, theo mùa và theo tháng, ngày mưa lớn nhất và nhỏ nhất, chu kỳ mưa rào

d - Gió: hướng gió chủ yếu theo mùa và tốc độ gió (m/s)

e - Nắng: số ngày và số giờ nắng trong 1 năm, tổng bức xạ mặt trời

f - Nhiệt độ thổ nhưỡng

3 - Nước mặt

Vai trò địa chất công trình của nước mặt rất lớn Sự xâm thực, sói lở của các dòng nước mặt có ý nghĩa lớn trong việc đánh giá điều kiện địa chất công trình lãnh thổ lập bản đồ Hoạt động của nước mặt là một quá trình liên tục, lâu dài làm biến đổi hình thái địa hình Sản phẩm của các quá trình đó đã tạo ra hệ thống mương xói, thung lũng sông, sự lồi lõm của bờ sông, bờ biển, các nón phóng vật, bãi cát, bãi bồi…

Trong quá trình lập bản đồ, tài liệu thủy văn cần được thu thập gồm:

a - Đối với các sông suối chính cần ghi chép các đại lượng về diện tích lưu vực sông, chiều dài, chiều rộng, tốc độ dòng chảy, sự dao động mực nước, lưu lượng nước sông, các hoạt động xâm thực bồi tụ, phù sa

b - Đối với biển, hồ chứa cần thu thập các số liệu về chiều dài đường bờ,

độ sâu, diện tích hồ chứa, tần số sóng biển, nguồn gốc sinh thành hồ đầm, các hoạt động xói lở, bồi tụ…

c - Đối với kênh mương nhân tạo cần thu thập các số liệu kích thước, sự

ổn định của bờ mương, độ nghiêng của chúng, mực nước

d - Đối với các loại hồ, đầm lầy cần có các đại lượng về chiều dày lớp bùn đáy và sự tạo thành của chúng, kích thước hồ, đầm lầy và loại đầm lầy (miền thấp, đầu nguồn, chuyển tiếp ven biển), điều kiện cung cấp nước của chúng

4 - Lớp phủ thổ nhưỡng

Ngoài ý nghĩa canh tác nông nghiệp và trồng cây công nghiệp, lớp phủ thổ nhưỡng còn là nền đất trực tiếp cho các hố móng của các công trình xây dựng trên mặt như đường xá, sân bay, thành phố, nhà nghỉ…Khi lập bản đồ địa chất công trình cần thu thập và nghiên cứu những vấn đề sau:

Phân loại thổ nhưỡng (rừng, đồng bằng, núi cao, đầm lầy, mặn hóa…) chiều dày của chúng

Tính chất địa chất công trình của thổ nhưỡng (tính chất hóa lý, độ chứa nước, hệ số thấm, độ ẩm, trạng thái của đất…)

5 - Thực vật

Khảo sát lớp phủ thực vật là một công tác hỗ trợ trong quá trình lập bản

đồ địa chất thủy văn và địa chất công trình Lớp phủ thực vật được sử dụng như vật chỉ thị cho các quá trình và hiện tượng nào đó có liên quan đến lĩnh vực địa chất thủy văn và địa chất công trình Lớp phủ thực vật có quan hệ chặt chẽ với đất đá phong hóa Vì vậy, căn cứ vào sự phân bố thực vật, có thể dự đoán khá chính xác về các hiện tượng tự nhiên

- Khảo sát thực địa ở vùng lộ (đới rừng): Trong phạm vi của vùng lộ,

cây cối có thể cho ta chiều sâu mực nước dưới đất dưới 5m, nơi tích tụ nước của các phức hệ thạch học thứ nhất (nằm sát mặt đất), thành phần thạch học của

đá gốc Cây cối còn là dấu hiệu quan trọng để tìm hiểu các đặc điểm cấu tạo và chế độ cung cấp nước của hồ đầm lầy hoặc thời gian hình thành các hiện tượng địa chất động lực trên mặt (như trượt đất, xói mòn…)

- Khảo sát địa thực vật ở miền khô cạn: Những loại cây phát triển ở

miền khô cạn cho ta hiểu được mực nước ngầm ở đây khá sâu… Trong quá trình đo vẽ địa chất công trình cần kết hợp việc thu thập tài liệu về địa thực vật

và khảo sát thực địa, phân tích ảnh máy bay viễn thám

6 - Dân cư và khai thác kinh tế lãnh thổ

Dân cư và việc khai thác kinh tế lãnh thổ của khu vực lập bản đồ ảnh hưởng trực tiếp đến điều kiện địa chất công trình Các hoạt động kinh tế của con người làm thay đổi điều kiện tự nhiên, thúc đẩy sự phát triển của các quá trình và hiện tượng địa chất động lực công trình (trượt lở, xói mòn, xói lở và bồi lấp bờ sông bờ biển…) Trong quá trình lập bản đồ cần timg hiểu các số liệu về:

- Mật độ dân số

- Điều kiện giao thông

- Mạng lưới dịch vụ

- Sự có mặt của các loại khoáng sản và mức độ khai thác

- Các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp khác

Cấu trúc địa chất của lãnh thổ lập bản đồ địa chất công trình là một trong những yếu tố cơ bản của điều kiện địa chất công trình Khối lượng và

phương pháp nghiên cứu cấu trúc địa chất trong quá trình lập bản đồ địa chất công trình trước hết phụ thuộc vào mức độ nghiên cứu địa chất của lãnh thổ lập bản đồ Đối với diện tích đã được tiến hành đo vẽ địa chất ở cùng tỷ lệ, khi đó phương pháp nghiên cứu sẽ bao gồm việc quan trắc kiểm tra ở các lộ trình chuẩn hay là vùng “chìa khóa” Ngược lại, nếu ở đó công tác đo vẽ địa chất còn chưa được thực hiện hoặc mới chỉ tiến hành ở tỷ lệ nhỏ hơn thì khối lượng công tác địa chất sẽ đầy đủ, chi tiết hơn Công tác đo vẽ địa chất thường được tiến hành kết hợp với đo vẽ địa chất thủy văn và địa chất công trình cùng tỷ lệ tiến hành đồng thời

Tuy nhiên, việc nghiên cứu cấu trúc địa chất trên lãnh thổ lập bản đồ địa chất công trình có hướng chuyên môn phục vụ cho việc đánh giá điều kiện địa chất công trình Trong đó cần đặc biệt chú ý nghiên cứu bằng mắt và phân tích trong phòng thí nghiệm đặc điểm về thành phần, độ nứt nẻ, độ phong hóa, điều kiện thế nằm của đất đá, mối quan hệ của chúng với nguồn gốc và đặc tính địa hình, với sự phân bố và tính chất của nước mặt, nước dưới đất, các quá trình địa chất động lực Một trong những nhiệm vụ cơ bản của việc nghiên cứu này

là phân chia ra các vùng và đo vẽ các thể địa chất khác nhau theo sự khác biệt của các yếu tố điều kiện địa chất công trình Cho nên khi đo vẽ địa chất công trình ít chú ý đến vấn đề địa tầng và khoáng sản (trừ vật liệu xây dựng) Nhưng khi chưa có cơ sở địa chất thì các vấn đề này cần được nghiên cứu tỉ mỉ để thành lập bản đồ địa chất cùng tỷ lệ với bản đồ địa chất công trình

Trên bản đồ địa chất công trình tất cả tài liệu địa chất không thể phản ảnh hết như trên bản đồ chuyên môn (địa chất, kiến tạo) Do đó, khi lập bản đồ địa chất công trình không thể áp dụng một cách dập khuôn sự phân loại đất đá, các yếu tố cấu trúc- kiến tạo và địa mạo như địa chất, mà chỉ cần nghiên cứu, biểu thị các yếu tố cơ bản có ý nghĩa của địa chất công trình Cho nên, bên cạnh việc phân loại chuyên môn các yếu tố cấu trúc-kiến tạo, địa mạo, đối với mục đích lập bản đồ địa chất công trình cần phải phân loại đất đã theo tiêu chuẩn chuyên môn

Khi đo vẽ địa chất - địa chất công trình cần quan tâm tới nội dung nghiên cứu các đặc điểm thạch học và cấu trúc - kiến tạo

1 - Đặc điểm thạch học

Nghiên cứu các đặc điểm thạch học khi đo vẽ địa chất - địa chất công trình bao gồm việc nghiên cứu thành phần đất đá (khoáng vật và hạt), màu sắc, kiến trúc, cấu tạo của chúng, những dấu hiệu tưởng khác nhau và thay đổi thứ sinh như mức độ phong hóa…

Ở ngoài trời cần tiến hành nghiên cứu thạch học - trầm tích thật cẩn thận các lớp (tầng) chuẩn Nhờ đó cho phép nghiên cứu các vết lộ với nhau Đối với các lớp chuẩn cần xác định các dấu hiệu đặc trưng dễ dàng nhận biết trong điều kiện ngoài trời Chúng có thể rất khác biệt với trầm tích nằm trên và dưới bởi thành phần của mình (ví dụ tập đá vôi trong tầng đá sét-cát, vỉa sét trong tầng đá vôi hoặc lớp sỏi trong tầng cát…) hoặc giàu tạp chất của khoáng vật nào đó Đặc điểm của lớp chuẩn cần phải duy trì ở tất cả hoặc phần lớn diện tích đo vẽ Cần chú ý nghiên cứu thạch học của trầm tích trên mặt (chủ yếu là trầm tích đệ tứ) Dựa trên một loạt các dấu hiệu thạch học (kết hợp với điều kiện thế nằm) cần xác định nguồn gốc của chúng Qua đó có thể nhận định sơ

bộ đặc tính địa chất công trình của các trầm tích này và hướng chuyên môn cần nghiên cứu chúng

Đôi khi ngay cả khi đã có bản đồ địa chất, chúng ta vẫn có thể yêu cầu nghiên cứu thạch học bổ sung Ví dụ nghiên cứu thành phần khoáng vật sét chứa trong các trầm tích đang tiến hành lập bản đồ (chủ yếu là các khoáng vật hydromica, montmorillonot, caolinit) để giải thích sự hình thành và quy luật thay đổi tính chất cơ lý của đất đá

Đối với đá trầm tích cứng có thể yêu cầu nghiên cứu bổ sung về thành phần thạch học, trầm tích, trong đó đặc biệt lưu ý nghiên cứu đặc điểm yếu tố cấu tạo có ảnh hưởng tới tính dị hướng về thành phần, nứt nẻ, độ hòa tan và phong hóa của chúng Còn đối với đá phun trào và biến chất cứng, khi tiến hành lập bản đồ địa chất thông thường không cần nghiên cứu bổ sung, bời vì chúng đều thuận lợi cho việc xây dựng các công trình

2 - Cấu trúc - kiến tạo

Vai trò của địa kiến tạo lãnh thổ rất lớn nó là một yếu tố quan trọng khi đánh giá điều kiện địa chất công trình Các đơn vị kiến tạo lớn của lãnh thổ lập

bản đồ (miền nền, miền uốn nếp, miền trũng ven rìa hoặc giữa núi…) được xác định theo những tài liệu địa chất có sẵn Ở miền nền và phần trong của miền trũng giữa núi với lớp phủ trầm tích mềm rời dày thì vai trò của yếu tố kiến tạo không lớn Ngược lại, ở các dải uốn nếp (đặc biệt các uốn nếp trẻ), trong đới đứt gãy trẻ và tồn tại lâu dài ở miền nền thì các yếu tố kiến tạo cùng với thành phần của đất đá có ý nghĩa lớn trong việc nghiên cứu, đánh giá điều kiện địa chất công trình lãnh thổ lập bản đồ

Khi đã có nền địa chất, trong quá trình lập bản đồ địa chất công trình, điều kiện kiến tạo cần được chính xác hóa những đặc điểm có ý nghĩa về mặt địa chất công trình Ví dụ khi nghiên cứu đứt gãy phá hủy cần chú ý đặc biệt đến đặc tính của đất đá trong đới vụn nát kiến tạo, chiều dày và sự phân bố của đới này, sự trùng hợp của chúng với hình thái (âm ) của địa hình (như thung lũng, mương xói…sự xuất lộ nước dưới đất và các quá trình địa chất động lực

Khi nghiên cứu nếp uốn nên chú ý tới độ biến dạng của đất đá trong phạm vi phân bố của chúng, mối quan hệ của nếp uốn với địa hình mặt đất… Nghiên cứu cẩn thận độ nứt nẻ kiến tạo của đất đá

Bên cạnh các phá hủy kiến tạo của đất đá trước Đệ tứ, khi lập bản đồ địa chất công trình cần chú ý nghiên cứu tân kiến tạo Các vận động tân kiến tạo bao gồm cả sự nâng lên và hạ xuống tương đối chậm, cũng như các phá hủy nhanh liên quan đến động đất Những chuyển động kiến tạo mới nhất có thể được phát hiện theo dấu hiệu trực tiếp (như sự phá hủy thế nằm của trầm tích Pliocen và Đệ tứ, các đứt gãy kiến tạo mới, các khe nứt kiến tạo…) cũng như trên cơ sở một loạt các dấu hiệu của các trầm tích (bằng cách phân tích chiều dày, các kiểu nguồn gốc của các trầm tích, bình đồ phân bố mạng thủy văn, vạch ra diện tích tích tụ và lầy hóa mạnh…)

Khi lập bản đồ cần nghiên cứu cấu trúc kiến tạo của sườn dốc để đánh giá mức độ ổn định của chúng Hướng dốc của đất đá theo sườn dốc thuận lợi cho sự phát triển của các quá trình trọng lực Ngược lại, hướng dốc của đất đá

về phía trong sườn dốc tạo nên sự ổn định của chúng Đôi khi trong đất đá bị phá hủy kiến tạo, sự trượt của chúng có thể xảy ra không chỉ theo sự phân lớp (hay phân phiến nguyên sinh) mà còn xảy ra theo sự phân phiến thứ sinh, cũng

như theo khe nứt tạo thành khi phong hóa đá Do đó cần lưu ý xem xét riêng vấn đề về tính nứt nẻ của đá Đá cứng, đặc biệt là đá nửa cứng, thường bị tách bởi các khe nứt Trong quá trình lập bản đồ địa chất công trình việc nghiên cứu tính chất nứt nẻ của đá nên tiến hành có tính đến cấu trúc- kiến tạo, thành phần, kiến trúc, cấu tạo và chiều dày của đá, điều kiện địa mạo và địa chất thủy văn Tất cả những điều đó cần thiết để vạch ra quy luật phân bố khe nứt và nguồn gốc của chúng Cùng với các phá hủy kiến tạo khác, nứt nẻ đặc trưng cho kiến trúc của khối đá, tính không đồng nhất và dị hướng trong không gian của nó Các khe nứt thường nằm theo các phương cắt nhau, quyết định sự phân bố trong không gian của các bề mặt và đới yếu Chính vì thế mà tính nứt nẻ ảnh hưởng đến độ bền và độ ổn định, tính biến dạng, độ chứa nước, tính thấm nước của đá, đến chiều sâu thâm nhập của các tác nhân phong hóa và cường độ phát triển của các quá trình phong hóa…

Cho nên khi nghiên cứu và khảo sát địa chất công trình ngoài trời trong quá trình lập bản đồ cần phải đánh giá tính nứt nẻ của mỗi phức hệ hay kiểu thạch học Trong đó cần đo và ghi chép thế nằm (đường phương, hướng dốc và góc dốc) của khe nứt, độ kéo dài, chiều rộng, chiều sâu (nếu có thể được), đặc tính bề mặt, thành phần và trạng thái của vật chất lấp nhét trong chúng Bên cạnh các đặc trưng định tính cần đánh giá chúng về mặt định lượng Các yếu tố, nội dung và phương pháp mô tả đất đá xem Bảng 3-1 đến Bảng 3-5

Bảng 3-1 Mổ tả đá Magma và biến chất

Các yếu tố

mô tả Nội dung và phương pháp mô tả

Tên gọi đá Xác định theo hướng dẫn của các nhà chuyên môn hoặc theo các dấu hiệu đơn giản

bằng mắt hoặc kính lúp phân chia ra thạch anh và khoáng vật màu…

Các yếu tố

mô tả Nội dung và phương pháp mô tả

Cấu tạo Mô tả sự phân bố của các khoáng vật và hợp thể của chúng trong không gian Phân

chia các kiểu cấu tạo

Nứt nẻ Theo dõi khoan hoặc vết lộ tự nhiên, nhân tạo Mô tả và vẽ các hệ thống khe nứt,

Xác định bằng mắt khi đập mẫu bằng búa Mô tả sự xoay của dụng cụ khoan, sự

hấp thu dung dịch nước rửa, dạng và trạng thái lõi khoan

Theo nguồn gốc (magma, biến chất, trầm tích) Theo thành phần khoáng vật của

hạt cát (thạch anh, fenspat, thạch anh, fenpat…)

Xi măng: Bazan - mảnh vụn ngập sâu vào

xi măng và không tiếp giáp nhau Lỗ hổng - lấp đầy khoảng trống của các mảnh vụn

Tiếp xúc - xi măng chỉ ở chỗ tiếp xúc của

mảnh vụn

Vật chất lấp nhét: + Vây quanh - mảnh vụn bao quanh mọi phía bởi vật chất lấp nhét + Tiếp xúc - vật chất lấp nhét chỉ ở các chỗ tiếp xúc

A - Theo hàm lượng hạt sét: sét nặng, vừa, nhẹ

B - Theo hàm lượng hạt bụi và cát: chứa bụi, chứa cát

C - Theo sự có mặt của các bao thể: có và không có bao thể

A - Theo hàm lượng cacbonat: vôi, dolomit, đá macnơ

B - Theo độ chứa muối: không chứa muối, chứa muối ít, chứa muối vừa, chứa muối nhiều, dư thừa muối

Theo tạp chất: silic, than, sắt, bitum…

Màu sắc Trắng, xám trắng, vàng, xanh lá cây, đỏ tím, nâu, đen….(phụ thuộc vào thành

Bảng 3-4 Những dấu hiệu để xác định loại đất

Trạng thái đất khô

Đặc điểm của đất khi lăn bằng tay

Các dấu hiệu khác

Sét Rất khó miết

thành bột

Khối dạng hạt mịn đồng nhất, không chứa các hạt lớn hơn 0,25mm

Các cục cứng không

bị vỡ vụn thành bột khi đập bằng búa hoặc bóp bằng tay

Dễ vẽ thành dây dài đường kính nhỏ hơn 1mm Dễ lăn thành các hình cầu nhỏ

Khi cắt bằng dao ở trạng thái ẩm với bề mặt nhẵn, trên

đó không nhìn thấy các hạt cát nhỏ

Trạng thái đất khô

Đặc điểm của đất khi lăn bằng tay

Các dấu hiệu khác

có những hạt cát lớn hơn 0,25mm

Các cục cứng để bị sứt vỡ khi đập bằng búa hoặc bóp bằng tay

Không vẽ được thành dây dài Khi uốn cong dây đất sẽ có vết nứt Làm được thành hình cầu nhỏ

Cũng như trên, nhưng cảm thấy có hạt cát nhỏ

Các hạt nhỏ hơn

là tạp chất

Các cục đất

dể bị vỡ vụn khi bóp bằng tay và khi miết

Vẽ được thành dây, lăn được thành hình cầu, nhưng có những vết nứt trên mặt dây

và hình bị vỡ

Khi cắt đất bằng dao ở trạng thái ẩm ướt sẽ có bề mặt xù xì

Có nhiều hạt

>2mm Khi các hạt đó chiếm hơn 50% trọng lượng

1 -2cm

Biến dạng dẻo, bị phá hủy 1 phần (cá biệt)

Ngón cái ấn với lực không mạnh

Dẻo

mềm ẩm, dính, bẩn

Lăn thành dây, dường kính nhỏ hơn 3mm

Biến dạng dẻo, nhớt

Các ngón tay ấn không mạnh đất bị trôi giữa các ngón tay

Các ngón tay ấn nhẹ, đất bị trôi giữa các ngón tay

Chảy Dư ẩm, đôi khi

có nước chảy ra

Không lăn được thành dây, bị chảy phè ra

Chảy thành lớp mỏng dưới ảnh hưởng của trọng lượng bản thân

Phải sử dụng dạng dung tích để đựng (hộp, cốc)

3.2.1.3 Đánh giá điều kiện địa hình, địa mạo

Việc lập bản đồ địa mạo rất có ích trong việc giải thích lịch sử phát triển mới đây của cảnh quan như sự hình thành các thung lũng, các thềm, hình thái sườn dốc và các quá trình hoạt động trong cảnh quan hiện tại Nó là một phần thiết yếu trong lập bản đồ ĐCCT

Việc đánh giá điều kiện địa mạo khi lập bản đồ ĐCCT không phải đơn thuần chỉ là mô tả địa hình bề mặt đất Nó cần phải bao hàm sự giải thích mối quan hệ giữa điều kiện bề mặt và cấu trúc địa chất, nguồn gốc, sự phát triển và tuổi của từng yếu tố địa mạo, ảnh hưởng của các điều kiện địa mạo tới thủy văn

và các quá trình động lực

Địa hình mặt đất được thể hiện bằng các đường đồng mức trên các bản

đồ ở tất cả mọi tỷ lệ Các ký hiệu điểm được sử dụng để thể hiện những yếu tố

địa mạo quan trọng ở bản đồ tỷ lệ nhỏ Ở bản đồ tỷ lệ trung bình và lớn ranh giới thực tế và chi tiết của các yếu tố địa mạo có thể được đưa lên bản đồ

Nguồn gốc và sự phát triển của địa hình liên quan chặt chẽ với thành phần và tính chất của đất đá, cũng như sự ổn định của sườn dốc và hướng phát triển của các quá trình địa chất động lực ở điều kiện tự nhiên và nhân tạo

Các yếu tố địa hình có hình thái khác nhau có thể có nguồn gốc khác nhau và ý nghĩa địa chất công trình tương ứng

Ví dụ, vùng đồng bằng có thể là bề mặt các thầm sông, đáy hồ cổ hoặc biển…Trong các trường hợp này, tính chất địa chất công trình của đất nằm trong đồng bằng cũng khác nhau Ngay cả trong vùng đồng bằng thoải, mới nhìn cảm thấy hoàn toàn đồng nhất, độ nhấp nhô của địa hình (do nguồn gốc của nó) không lớn lắm, nhưng có thể ảnh hưởng mạnh tới tính chất địa chất công trình của chúng Tùy thuộc vào nguồn gốc mà cấu trúc bên trong của hình thái, hình dáng và sự ổn định sườn dốc của chúng sẽ rất khác nhau

Bản đồ địa mạo cùng tỷ lệ là một thành phần phụ trợ trong bộ tài liệu báo cáo lập bản đồ ĐCCT nếu đã có bản đồ địa mạo cùng tỷ lệ thì việc nghiên cứu địa mạo chỉ nên tổ chức khảo sát bổ sung kết hợp với phương pháp phân tích ảnh để vạch ra các quy luật phân bố và động lực của các quá trình địa chất động lực Khi chưa có nền địa mạo thì việc nghiên cứu địa mạo cần tiến hành với khối lượng đầy đủ cần thiết để thành lập bản đồ địa mạo cùng tỷ lệ

Khi lập bản đồ ĐCCT thì chỉ sử dụng những tài liệu về nghiên cứu địa mạo theo hướng chuyên môn của ĐCCT

a Theo nguồn gốc địa hình

Nguồn gốc nội sinh

- Tân kiến tạo gây ra bởi các chuyển động kiến tạo trẻ

- Kiến trúc (hình thái kiến tạo cổ hơn tồn tại, không bị biến đổi bởi quá trình ngoại sinh)

- Núi lửa

Nguồn gốc ngoại sinh

- Do dòng nước mặt: sông ( xói mòn và bồi tích), dòng tạm thời ( xói mòn và lũ tích), dòng sườn dốc (deluvi)

- Biển và hồ

- Trọng lực: trượt, đổ đá, lở đá

- Karst và xói ngầm

- Do gió

- Sinh vật (thành tạo do hoạt động sống của thực vật và động vật)

- Kỹ thuật (thành tạo do hoạt động xây dựng của con người)

b Tuổi địa hình

Các yếu tố địa hình có thể bị chìm dưới các thành tạo trẻ hơn Điều đó cũng tồn tại ảnh hưởng đến điều kiện địa chất công trình lãnh thổ

c Thung lũng sông ( kể cả thung lũng chôn vùi )

Là đối tượng nghiên cứu đại mạo rất quan trọng Cho nên cần tiến hành:

- Nghiên cứu hướng và hình dáng thung lũng sông trong bình đồ, quan

hệ của chúng với cấu trúc kiến tạo vùng đo vẽ và biểu hiện của các vận động kiến tạo mới

- Đo mặt cắt dọc và ngang

- Vạch ra sự phụ thuộc của thung lũng sông vào cấu trúc địa chất

Khi nghiên cứu thung lũng sông cần đặc biệt chú ý điều tra các thềm sông dọc theo thung lũng Cần vạch ra tổng số thềm, sự duy trì của chúng theo không gian, chiều rộng và chiều cao thềm Những khảo sát này kèm theo việc nghiên cứu cấu trúc địa chất thềm sông Vạch ra đặc tính sườn dốc của thềm và

sự phát triển chúng các quá trình và hiện tượng địa chất động lực, ghi chép vi địa hình bề mặt thềm (bao gồm cả thềm bãi bồi- đáy thung lũng sông) Khi nghiên cứu sườn, thung lũng cần vạch ra hình dáng của chúng (thẳng, bậc ), độ dốc, cấu trúc địa chất ( kiến tạo, thạch học), các quá trình địa chất động lực; phát triển trên sườn dốc Vạch ra mối quan hệ phụ thuộc của tất cả các yếu tố này, cũng như sụ phụ thuộc của hình thái và độ dốc của sườn dốc nói riêng vào cấu trúc- kiến tạo, thành phần thạch học của đất đá, sự phụ thuộc của các quá trình địa chất động lực vào đặc tính sườn dốc Đánh giá sự ổn định của sườn dốc Sườn dốc của đỉnh phân thủy cũng được mô tả, ghi chép, đánh giá như sườn dốc thung lũng sông

3.2.1.4 Đánh giá điều kiện ĐCTV

Điều kiện ĐCTV ảnh hưởng đến sử dụng đất, quy hoạch, chọn địa điểm xây dựng và giá thành, tính lâu bền và mức độ an toàn của công trình Nước dưới đất và nước mặt đóng vai trò nổi bật trong những quá trình địa động lực như: phong hóa, dịch chuyển sườn dốc, xói ngầm cơ học và hóa học, sự phát triển karst, thay đổi thể tích co ngót, trương nở và lún sập trong hoàng thổ Các tính chất của đất đá thường do nước ngầm làm thay đổi Nước dưới đất có thể ảnh hưởng đến phương pháp khai đào và xây dựng do chảy vào các công trình khai đào, do tạo ra các lực thấm rỉ và áp lực nâng do tác dụng ăn mòn của nước Điều kiện ĐCTV cũng có thể ảnh hưởng đến việc thải các chất thải xuống đất

Động thái tự nhiên của nước mặt và nước dưới đất có thể bị ảnh hưởng trực tiếp bới các công trình thủy lợi và khai thác NDĐ và gián tiếp bởi các nhân tố: Đô thị hóa và phá rừng làm tăng dòng mặt, lượng trầm tích trong các dòng chảy và xói mòn, do đó ảnh hưởng đến các quá trình khác như: dịch chuyển sườn dốc và quá trình lắng đọng trầm tích

Một trong những mục đích nghiên cứu ĐCCT là việc cung cấp số liệu ĐCTV trên các bản đồ, là dự báo những thay đổi bất lợi về động thái ĐCTV và

đề xuất những biện pháp phòng tránh chúng Do đó trong lập bản đồ ĐCCT, những thông tin quan trọng về điều kiện ĐCTV sau đây cần được đánh giá và thể hiện trên bản đồ: diện tích phân bố của nước mặt và nước dưới đất (tầng nông), điều kiện thấm thẳng đứng, độ giàu nước, hướng và tốc độ dòng chảy nước dưới đất, các mạch lộ và thấm rỉ từ các tầng chứa nước riêng biệt, chiều sâu mực nước ngầm, khoảng dao động của nó, những vùng nước có áp và nước

áp lực, các tính chất thủy hóa như độ pH, độ mặn, độ ăn mòn và sự có mặt của

vi khuẩn hoặc các nhân tố nhiễm bẩn khác

Trên bản đồ tỷ lệ nhỏ, thông tin ĐCTV được thể hiện bằng các ký hiệu

và chữ số Trên bản đồ tỷ lệ trung bình, mực nước có thể được thể hiện bằng các đường đồng mức và khoảng dao động của nó được thể hiện bằng chữ số Ở những vùng núi việc này không thể làm được và chiều sâu mực nước và các đặc tính khác chỉ có thể được thể hiện bằng số Chiều sâu tới mực áp lực đều thể hiện bằng đường đồng mức Trên bản đồ tỷ lệ lớn điều kiện ĐCTV được

thể hiện bằng các đường thủy đẳng cao, đẳng sâu và đẳng áp với lượng dao động được thể hiện bằng số

Đặc điểm địa chất thủy văn là một trong những yếu tố cơ bản để đánh giá điều kiện ĐCCT lãnh thổ lập bản đồ Khi đánh giá ĐCCT lãnh thổ cần thiết giải quyết những nhiệm vụ sau đây liên quan đến đặc điểm ĐCTV:

- Xác định sự thay đổi thành phần, trạng thái và tính chất của đất đá dưới tác động của nước dưới đất

- Vạch ra vai trò của nước vào sự thúc đẩy các quá trình địa chất động lực (trượt, karst, xói ngầm) cũng như vào điều kiện và sử dụng công trình

- Xác định khả năng và trị số dòng nước chảy vào hố móng công trình xây dựng và công trình ngầm, sự tổn thất do thấm có thể xảy ra ở hồ chứa

- Ảnh hưởng của nước dưới đất tới vật liệu xây dựng (bê tông, thép) hay tính ăn mòn, gặm mòn của chúng

- Xác định tính thấm của đới thông khí

Nhiều hiện tượng địa chất động lực liên quan đến sự hoạt động của nước dưới đất hay đồng thời của nước mặt và nước dưới đất (ví dụ sự lầy hóa và muối hóa đất gây ra bởi nước ngầm nằm nông) Ở vùng đồng bằng và vùng núi,

sự hoạt động của nước dưới đất đặc biệt mạnh biểu hiện:

Sự bão hòa nước của đất loại sét làm giảm sức chống cắt của chúng và chuyển sang trạng thái dẻo hay trạng thái chảy

Sự bão hòa nước của đất đá ở sườn dốc làm tăng khối lượng và trọng lực, tạo khả năng dịch chuyển đất đá xuống dưới theo sườn dốc

Làm tơi và yếu đất đá do tác dụng rửa lũa và khuế ch tán của nước dưới đất

Làm tăng áp lực thủy động và áp lực thủy tĩnh lên đất đá

Khi tiến hành lập bản đồ ĐCCT, nhiệm vụ cơ bản của công tác nghiên cứu đặc điểm ĐCTV là vạch ra điều kiện hình thành, thế nằm và mối liên quan tới nhau của nước tầng trên cùng cũng như các tầng chứa nước áp lực, thành phần hóa học, tính ăn mòn của nước dưới đất

Cần nghiên cứu cẩn thận nước tầng trên cùng vì nó nằm gần mặt đất nhất, thường dao động mực nước theo mùa, phân bố cao hơn mực nước ngầm

và không có quan hệ thủy lực thời gian ngắn với nước ngầm

Nước ngầm là đối tượng nghiên cứu chính vì nó là tầng chứa nước ổn định đầu tiên kể từ mặt đất với mực nước có mặt thoáng tự do Các yếu tố quan trọng của việc đo vẽ nước ngầm và nước thượng tầng là: Chiều sâu mực nước;

Độ khoáng hóa, thành phần hóa học và ăn mòn của nước; Muối hóa đất ở đới thông khí và sự liên quan của chúng với độ khoáng hóa của nước, tính thấm của đất đá vây quanh; Sự phân bố, chiều sâu, thế nằm và chiều dày của tầng cách nước

a Khảo sát mực nước

Chiều sâu thế nằm của nước ngầm và nước thượng tầng, sự thay đổi của

nó theo thời gian là chỉ tiêu để đánh giá ảnh hưởng của nước dưới đất tính chất

cơ lý của đất đá, đới thông khí, sự tham gia vào việc cấp nước ở đầm lầy và muối hóa đất Cho nên cần chú ý nghiên cứu quy luật thay đổi mực nước Điều kiện cơ bản phản ánh đúng đắn sự thay đổi động lực của dòng nước ngầm là khảo sát động thái ĐCTV theo các lỗ khoan, giếng trong thời kỳ lượng mưa lớn nhất Các kết quả đo này cho phép vạch ra vùng cung cấp, chuyển tiếp và thoát Điều đó có ý nghĩa khi dự đoán sơ bộ sự thay đổi hoàn cảnh ĐCTV trong lãnh thổ lập bản đồ đối với các công trình xây dựng Khi đó chiều sâu thế nằm của nước ngầm được chia ra các đẳng cấp:

b Nghiên cứu độ khoáng hóa và thành phần hóa học của NDĐ

Ở các đới có độ chứa ẩm không ổn định và không đủ, điều kiện thủy hóa hình thành nước ngầm và nước thượng tầng liên quan chặt chẽ với hàm lượng muối hòa tan trong đới thông khí, mà đới này là đối tượng chính của điều tra ĐCCT Cho nên, việc tìm quy luật hình thành động thái thủy hóa của nước

ngầm cần tiến hành cùng với việc phân tích các quá trình diễn ra trong đới thông khí Trong đó cần nghiên cứu:

- Tổng hàm lượng và kiểu thành phần hóa học của muối hòa tan trong nước dưới đất cũng như trong đất đá của đới thông khí

- Mức độ ăn mòn của nước dưới đất và nước mặt

Khi phân tích thủy hóa chủ yếu xác định 6 thành phần (CI-, HCO3-,

SO42-, Na+, Mg2+, Ca2+), tổng độ khoáng hóa, cặn khô, pH, độ cứng ăn mòn Kiểu nước xác định theo các anion và cation chiếm chủ yếu với hàm lượng bằng và lớn hơn 25mgdl Chi tiết phân loại nước ngầm theo độ tổng khoáng hóa xem Bảng 3-6

Bảng 3-6 Phân loại nước ngầm theo độ khoáng hóa

Độ khoáng hóa của NDĐ (g/l) Phân loại nước ngầm

Độ cứng của nước xác định bởi hàm lượng (tính theo mgdl) của muối Calci, magne hòa tan như Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2 dựa vào độ cứng, nước ngầm được phân loại theo Bảng 3-7

Bảng 3-7 Phân loại nước ngầm theo độ cứng

Độ cứng của nước ngầm mgdl Phân loại nước ngầm

Khi xác định tính ăn mòn của nước đối với bê tông nên phân chia ta ăn mòn axit, ăn mòn rửa lũa, ăn mòn cacbonic, ăn mòn sunfat Tiêu chuẩn đánh giá tính ăn mòn đối với bê tông như sau:

Ăn mòn axit khi pH nhỏ hơn 5

Ăn mòn rửa lũa khi hàm lượng HCO3 nhỏ hơn 2 mgdl (hay mge/l)

Ăn mòn cacbonic khi hàm lượng CO2 xâm thực lớn hơn 3 mg/l

Ăn mòn sulfat khi hàm lượng SO42- lớn hơn 250 mg/l

d Nghiên cứu muối hóa của dất đá đới thông khí

Mức độ và đặc tính muối hóa của thổ nhưỡng (đất đá) ảnh hưởng đến sự hình thành thành phần của nước ngầm Các muối hòa tan và khó hòa tan cũng ảnh hưởng rõ rệt tới trạng thái và tính chất của đất đá Việc xác định hàm lượng muối dễ hòa tan trong đất đá đới thông khí được tiến hành dựa trên sự phân tích nước chiết Trong trường hợp lượng muối khó hòa tan trong đó nhiều, một phần mẫu được phân tích nhờ chiết bằng axit clohydric Khi đó xác định các nguyên tố Cl, SO4, HCO3, Ca, Mg và tổng hàm lượng muối

3.2.2 Phương pháp phân tích ảnh máy bay và ảnh vệ tinh

3.2.2.1 Giới thiệu

Viễn thám là một môn khoa học - công nghệ về việc thu nhận các thông tin của một vật thể bằng các đo đạc được tiến hành cách xa vật thể một khoảng cách nào đó, không cần có sự tiếp xúc trực tiếp với nó

Thông số vật lý cơ bản được đo đạc là phổ phản xạ của các đối tượng với mọi bức xạ mà chủ yếu là bức xạ mặt trời Thông thường, mỗi một đối tượng trên bề mặt trái đất có đặc điểm phổ phản xạ riêng Phổ phản xạ này được mã hóa bằng các giá trị số ( giá trị xám độ) và được thể hiện trên các tư liệu viễn thám khác nhau Trên ảnh tương tự, phổ phản xạ được giải đoán bằng tôn ảnh, màu, sắc màu, trên ảnh số thì phổ phản xạ được thể hiện bằng các giá trị số từ 0 đến 255 cho từng điểm ảnh (pixel) Bằng các thuật toán và chương trình, ta có thể biến đổi các giá trị số đó để thu được các tư liệu trực quan hơn,

rõ nét hơn

3.2.2.2 Phương pháp phân tích ảnh máy bay và ảnh vệ tinh

Phương pháp phân tích ảnh máy bay và ảnh vệ tinh hay phương pháp giải đoán các tư liệu viễn thám, gọi tắt là phương pháp viễn thám là kỹ thuật phân tích, giải đoán, giải đọc, nhận dạng các đối tượng trên bề mặt trái đất bằng các tư liệu viễn thám mà chủ yếu là ảnh máy bay và ảnh vệ tinh nhằm giải quyết một nhiệm vụ nghiên cứu nào đó - kể cả đối với nghiên cứu địa chất công trình

Phương pháp viễn thám đặc biệt có hiệu quả ở các vùng xa xôi hẻo lánh, điều kiện giao thông đi lại khó khăn, điều kiện thi công phức tạp, nơi còn nghèo về điều kiện địa chất, ĐCCT… Trong lập bản đồ ĐCCT, sử dụng phương pháp viễn thám cho phép nâng cao hiệu quả đo vẽ (rút ngắn thời gian lập bản đồ, giảm bớt khối lượng khảo sát mặt đất, giảm cây số lộ trình, giảm bớt khối lượng công trình khai đào…) Phương pháp viễn thám còn được dùng

để vạch lộ trình, bố trí công trình khoan đào, khai đào làm sáng tỏ các vấn đề

đã được khảo sát thực địa

3.2.2.3 Giải đoán các tư liệu viễn thám

Giải đoán các tư liệu viễn thám là nhiệm vụ bắt buộc trong hệ thống phương pháp áp dụng đối với công tác lập bản đồ ĐCCT Tuy nhiên ở những vùng có điều kiện ĐCCT rất đơn giản, diện tích quá nhỏ có thể không dùng phương pháp viễn thám

3.2.2.4 Phương pháp viễn thám

Phương pháp viễn thám phải được sử dụng trong suốt quá trình lập bản

đồ ĐCCT từ giai đoạn “Chuẩn bị, lập đề án” cho tới giai đoạn “Lập báo cáo tổng kết” Mỗi giai đoạn đều có các sản phẩm với nội dung và yêu cầu cụ thể,

Phương pháp giải đoán các tư liệu viễn thám gồm:

- Giải đoán trực tiếp bằng mắt thường, kính lúp

- Giải đoán bằng các dụng cụ quang học

- Giải đoán bằng các phần mềm trên máy vi tính: Xử lý ảnh số, phân loại ảnh số và tổng hợp màu

Cách thức tiến hành và yêu cầu kỹ thuật thể hiện các kết quả, giải đoán

tư liệu địa chất được chia làm 3 mức:

Giải đoán sơ bộ: Phục vụ cho giai đoạn chuẩn bị và lập đề án

Giải đoán bổ sung (giải đoán lặp lại): Được tiến hành trong giai đoạn thi công đề án (sau khi đã có kết quả nghiên cứu thực tế)

Giải đoán chi tiết: Được tiến hành ở giai đoạn thi công đề án phục vụ cho việc nghiên cứu chi tiết ở các diện tích cần thiết

Giải đoán sơ bộ được tiến hành cho toàn diện tích của đề án Giải đoán

bổ sung và chi tiết có thể được tiến hành cho toàn bộ diện tích hoặc một phần diện tích của đề án

3.2.3 Các phương pháp nghiên cứu địa vật lý

3.2.3.1 Thiết kế công tác địa vật lý

Trong đề án lập bản đồ ĐCCT phải có phần công tác địa vật lý Tùy thuộc vào đặc điểm địa chất, ĐCCT và khả năng thực thi của các phương pháp địa vật lý mà thiết kế mạng lưới đo đạc, tổ hợp phương pháp địa vật lý cần áp dụng và khối lượng hợp lý của chúng nhằm giải quyết tốt các nhiệm vụ đặt ra Thông thường cần thiết tổ hợp các phương pháp địa vật lý gồm: Một số biến thể của phương pháp thăm dò điện (mặt cắt điện trở, đo sâu điện trở, đo sâu phân cực kích thích, đo sâu trường chuyển…) địa chấn và đo karota lỗ khoan

Các phương pháp thăm dò điện đóng vai trò chủ đạo và thiết kế đo trên toàn bộ các tuyến dự kiến tiến hành công tác địa vật lý, trong đó bố trí đo sâu điện chỉ trên các tuyến chuẩn và tuyến khoan ĐCCT với khoảng cách giữa các điểm đo thỏa mãn với tỷ lện lập bản đồ ĐCCT

Phương pháp địa chấn được thiết kế trên các tuyến hoặc đoạn tuyến chuẩn có đặc điểm ĐCCT điển hình của vùng lập bản đồ Trên các tuyến và đoạn tuyến này thiết kế đo địa chấn đồng thời với đo sâu điện nhằm giải quyết các nhiệm vụ đặt ra cho phương pháp địa chấn và xác lập mối tương quan giữa các tham số địa chấn và tham số điện Tùy thuộc vào đặc điểm địa chất, ĐCCT

và diện tích lập bản đồ mà dự kiến khối lượng đo địa chấn hợp lý

Đo karota lỗ khoan được dự kiến ở các lỗ khoan hoặc 1 số lỗ khoan ĐCCT tùy thuộc vào đặc điểm phân bố của các lớp đất đá trong giới hạn độ sâu nghiên cứu và diện tích lập bản đồ ĐCCT Các lỗ khoan ĐCCT có trên các tuyến và đoạn tuyến đo địa chấn cần được đo Karota lỗ khoan nhằm phân chia

ranh giới đất đá, phát hiện các đới dập vỡ, nứt nẻ và xác lập các tham số phục

vụ cho tính toán tài liệu địa chấn cũng như giải quyết các yêu cầu đặt ra cho phương pháp

3.2.3.2 Trình tự tiến hành thi công các phương pháp địa vật lý

Nhằm giải quyết tốt các nhiệm vụ đặt ra cho công tác địa vật lý, trình tự thi công gồm 2 giai đoạn như sau:

1/ Giai đoạn 1

Nghiên cứu tổng hợp các phương pháp địa vật lý trên các tuyến chuẩn

có thiết kế đo địa chấn, đo sâu điện và đo karota lỗ khoan, trình tự tiến hành như sau:

- Đo địa chấn theo các thiết kế kỹ thuật đã ghi trong đề án

- Xử lý sơ bộ tài liệu địa chấn, lập mặt cắt địa chấn - địa chất sơ bộ của tuyến đo

- Đo sâu điện trở trên các vị trí dự kiến khoan ĐCCT và các điểm khác trên tuyến chuẩn theo mạng lưới đo đã thiết kế

- Dự báo sơ bộ cột địa tầng lỗ khoan các vị trí sẽ khoan ĐCCT

- Đo karota các lỗ khoan trên tuyến chuẩn

- Xử lý tổng hợp các tài liệu địa vật lý trên tuyến chuẩn nhằm xác định mặt cắt địa vật lý - ĐCCT trên tuyến chuẩn

- Tính toán tham số mô đun E và điện trở xuất p của từng lớp đất đá và xác lập mối tương quan giữa chúng

2/ Giai đoạn 2

Tiến hành đo sâu điện và mặt cắt điện trên các tuyến thiết kế đo địa vật

lý theo các chỉ tiêu kỹ thuật đã được xác lập ở giai đoạn 1 Đo karota lỗ khoan

ở các lỗ khoan ĐCCT phân bố trên diện tích khảo sát Trường hợp nhiều lỗ khoan ĐCCT cùng khoan qua các lớp đất đá như nhau, thì có thể giảm bớt số các lỗ khoan cần đo karota nhưng không nhỏ hơn 50% số các lỗ khoan, sao cho các lớp đất đá có đặc điểm địa chất công trình khác nhau đều có số liệu đo karota

3.2.3.3 Phương pháp kỹ thuật công tác thực địa

1/ Phương pháp thăm dò điện

Khi tiến hành các phương pháp điện trường tự nhiên, nạp điện lỗ khoan, mặt cắt điện trở, trường chuyển…việc đo đạc trên thực địa, xử lý số liệu trong phòng tuân theo các quy định trong quy phạm kỹ thuật thăm dò điện hiện hành Cần lưu ý rằng trong lập bản đồ ĐCCT, yêu cầu độ sâu nghiên cứu không lớn (thường nhỏ hơn 40m) nên cần lựa chọn hệ thiết bị đo đạc phù hợp Đối với phương pháp mặt cắt điện trở, nên sử dụng hệ cực kép (có thể nghiên cứu ở ít nhất 2 độ sâu khác nhau) có chiều dài giữa hai cực phát điện nhỏ hơn 150m Khoảng cách giữa hai cực thu có thể chọn là 5,10,20 hoặc 30 m tùy thuộc vào điện trở của đất đá có trong mặt cắt nghiên cứu, độ chính xác của máy đo và kích thước các đối tượng cần nghiên cứu phát hiện

Đối với phương pháp đo sâu điện trở hoặc đo sâu phân cực kích thích,

có thể lựa chọn sử dụng các dạng hệ thiết bị điện cực phát và thu sau:

+ Đo sâu thẳng đứng hệ thiết bị Slumberger

+ Đo sâu thẳng đứng hệ thiết bị Wenner

+ Đo sâu lưỡng cực trục liên tục đều

+ Đo sâu đối xứng liên tục đều

Khi môi trường có điều kiện ĐCCT đơn giản hoặc phức tạp trung bình, các lớp đất đá có trong mặt cắt nghiên cứu có điện trở suất cỡ một vài trăm Ω

m hoặc lớn hơn, có thể chọn độ sâu đối xứng theo hệ cực Slumberrger

Nếu vùng lập bản đồ ĐCCT có điều kiện ĐCCT phức tạp, các lớp đất đá

có hướng cắm dốc và địa hình trên mặt phức tạp thì nên áp dụng đo sâu lưỡng cực trục liên tục đều Các yêu cầu kỹ thuật, phương pháp tiến hành ở thực địa

và xử lý tài liệu ở trong phòng thực hiện theo các quy định trong Quy phạm kỹ thuật thăm dò điện hiện hành

Trong trường hợp vùng lập bản đồ có đặc điểm nêu trên, nhưng điện trở suất của các lớp đất đá nhỏ dưới 100 Ωm thì nên sử dụng hệ thiết bị đo sâu đối xứng liên tục đều

2/ Phương pháp thăm dò địa chấn

Tiến hành đo địa chấn trên các đoạn tuyến hoặc tuyến chuẩn theo các hướng dẫn tiến hành phương pháp địa chấn phục vụ nghiên cứu ĐCCT do Liên đoàn Vật lý địa chất thực hiện và hoàn thành năm 1999

3/ Phương pháp đo karota lỗ khoan

Khi tiến hành đo karota lỗ khoan, cần tuân thủ các quy định và hướng dẫn trong Quy phạm kỹ thuật công tác karota hiện hành

4/ Các phương pháp địa vật lý khác

Khi trong tổ hợp các phương pháp địa vật lý thiết kế được duyệt có mặt một trong các phương pháp khác như thăm dò từ, thăm dò trọng lực, thăm dò phóng xạ hạt nhân, địa nhiệt, thì tiến hành các phương pháp đó theo thiết kế được duyệt và Quy phạm kỹ thuật hiện hành của từng phương pháp

3.2.4 Nghiên cứu các quá trình và hiện tượng địa chất động lực

Các quá trình và hiện tượng địa chất động lực là yếu tố quan trọng để đánh giá điều kiện ĐCCT lãnh thổ Chúng gây ra nhiều trở ngại cho việc sử dụng và xây dựng công trình Cho nên để thực hiện được mục tiêu, nhiệm vụ của công tác lập bản đồ ĐCCT cần phải chỉ ra quy luật, sự phân bố và mức độ phát triển của các quá trình và hiện tượng địa chất động lực Từ đó đề ra các phương pháp, biện pháp ngăn ngừa và xử lý chúng trong quá tình thi công và

sử dụng công trình

Để nhằm đạt được những mục đích trên, trong khi tiến hành điều tra thực địa cần quan trắc và thu thập tài liệu để giải quyết những nhiệm vụ sau:

1 - Phát hiện những nơi xảy ra các quá trình địa chất động lực

2 - Nghiên cứu các điều kiện tự nhiên ảnh hưởng đến sự phát triển của các quá trình đó

3 - Vạch ra sự ảnh hưởng do hoạt động kinh tế của con người tới môi trường xung quanh

4 - Nhận định mức độ và biểu hiện tác hại của những quá trình đó

5 - Nghiên cứu đặc tính và biểu hiện của các quá trình địa chất và các yếu tố ảnh hưởng tới chúng

3.2.4.1 Các quá trình nội sinh

1 - Sự vận động của lớp vỏ trái đất

Xảy ra trong giai đoạn Neogen - Antropogen được thể hiện trên kiến trúc địa chất của nó và hình thái địa hình, gọi là những vận động kiến tạo mới hay tân kiến tạo những vận động này có thể phân ra hai nhóm : Hiện đại và cổ

Những vận động hiện đại có thể khảo sát trực tiếp bằng các phương pháp như: trắc địa, địa chấn, ĐCTV, địa vật lý và các phương pháp khác Những vận động cổ hơn được nghiên cứu chủ yếu bằng phương pháp địa chất, địa mạo

Sự vận động tân kiến tạo dẫn tới sự biến dạng vỏ trái đất và phá hủy thế nằm của đất đá Chúng được biểu hiện dưới dạng uốn nếp đứt gãy, nứt nẻ tùy thuộc vào cường độ vận động tạo nên các hình thái địa hình khác nhau

Khi đo vẽ ĐCCT cần nghiên cứu những biểu hiện của vận động tân kiến tạo và chúng được biểu thi trên bản đồ bằng các đứt gãy “đang hoạt động” và đới hủy hoại chúng

2 - Địa chấn

Hiện tượng địa chấn có vai trò lớn đối với việc đánh giá điều kiện ĐCCT lãnh thổ lập bản đồ Cường độ động đất được đánh giá theo 12 cấp Trên bản đồ phân vùng địa chấn Việt nam đã phân chia các vùng có địa chấn và các chấn tâm động đất có từ cấp 6 đến cấp 8 do Viện vật lý địa cầu thuộc Trung tâm khoa học tự nhiên và công nghệ quốc gia thành lập Ngoài ra, ở một số nơi

có tiến hành nghiên cứu địa chấn chi tiết hơn phục vụ cho việc xây dựng các công trình lớn Trong quá trình lập bản đồ ĐCCT phải chú ý thu thập và phân tích tài liệu địa chấn hiện có Trong quá trình nội sinh, hoạt động núi lửa cũng đóng vai trò quan trọng, nhưng sự biểu hiện của nó bị hạn chế theo khu vực (nhất là nước ta) Nhiệm vụ chủ yếu trong lập bản đồ ĐCCT đối với hoạt động núi lửa là đánh giá khả năng tác động của phun trào tới lãnh thổ lập bản đồ và xác định sự phân bố của đất đá phun trào, cũng như thành phần và tính chất của chúng

3.2.4.2 Các quá trình địa chất ngoại sinh

Trong quá trình lập bản đồ ĐCCT phải đi sâu nghiên cứu điều tra dưới đây Tuy nhiên một số hiện tượng địa chất động lực xảy ra không phải chỉ do

“ngoại sinh” mà còn có sự tác động tương hỗ lẫn nhau với “nội sinh” và “hoạt động xây dụng của con người”

1 - Sự dịch chuyển của đất đá trên sườn dốc

a - Đá đổ, đất lở