NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH CỦA ĐẤT LOẠI SÉT YẾU amQ2 2-3 PHÂN BỐ Ở CÁC TỈNH VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG PHỤC VỤ XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG

Cho đến nay, mặc dù đã có những nghiên cứu về địa chất và địa chất công trình ĐCCT nền đất ở các tỉnh ven biển ĐBSCL nhưng vẫn chưa đề cập đầy đủ và toàn diện bản chất các đặc tính ĐCCT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

NGUYỄN THỊ NỤ

NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH CỦA ĐẤT

BẰNG SÔNG CỬU LONG PHỤC VỤ XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

HÀ NỘI, 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 PGS.TS.Đỗ Minh Toàn

2 TS.Nguyễn Viết Tình

HÀ NỘI, 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả trong luận án là trung thực, chưa từng được ai công bố, hoặc được ghi đầy

đủ nguồn trích dẫn

TÁC GIẢ LUẬN ÁN

NGUYỄN THỊ NỤ

MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

5 Nội dung nghiên cứu 2

6 Phương pháp nghiên cứu 3

7 Luận điểm bảo vệ 3

8 Những điểm mới của luận án 4

9 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 4

10 Cơ sở tài liệu của luận án 4

11 Cấu trúc của luận án 5

12 Lời cảm ơn 5

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐẤT LOẠI SÉT YẾU VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU 7

1.1 Tổng quan về nghiên cứu tính chất địa chất công trình đất loại sét yếu trên thế giới và ở Việt Nam 7

1.2 Sơ lược lịch sử nghiên cứu trầm tích Đệ tứ vùng đồng bằng sông Cửu Long .14

1.3 Tổng quan về nghiên cứu tính chất địa chất công trình đất loại sét yếu vùng đồng bằng sông Cửu Long 16

1.4 Phương pháp luận và cách tiếp cận vấn đề nghiên cứu .23

Chương 2: ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH amQ22-3 CÁC TỈNH VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 25

2.1 Khái quát về địa tầng trầm tích Đệ tứ và sơ lược lịch sử phát triển địa chất vùng nghiên cứu 25

2.1.1 Khái quát địa tầng trầm tích Đệ tứ 25

2.1.2 Sơ lược lịch sử phát triển địa chất Đệ tứ từ Pleistocen muộn tới nay 29

2.2 Đặc điểm cấu trúc trầm tích amQ22-3 32

2.3 Ảnh hưởng của một số yếu tố tự nhiên hiện đại ảnh hưởng tới sự hình thành và tồn tại của trầm tích amQ22-3 39

2.3.1 Địa hình, địa mạo 39

2.3.2 Khí hậu 40

2.3.3 Mạng lưới thủy văn 41

2.3.4 Chế độ thủy triều 42

2.3.5 Địa chất thủy văn 43

2.4 Kết quả nghiên cứu thành phần hạt, thành phần vật chất của trầm tích amQ22-3 44

2.4.1 Lựa chọn vị trí lấy mẫu phân tích nghiên cứu bổ sung 45

2.4.2 Thành phần hạt, lượng muối dễ hòa tan, phèn và hữu cơ 46

2.4.4 Thành phần khoáng vật, hóa học và khả năng hấp phụ của đất 51

2.5 Kết quả nghiên cứu đặc điểm kiến trúc, cấu tạo của đất 56

Chương 3: NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH BIẾN DẠNG VÀ SỨC KHÁNG CẮT CỦA ĐẤT LOẠI SÉT YẾU amQ22-3 58

3.1 Đặc điểm chung về tính chất cơ lý của đất loại sét yếu amQ22-3 58

3.2 Đặc tính biến dạng - cố kết thấm và từ biến 62

3.2.1 Cố kết thấm theo phương thẳng đứng 62

3.2.2 Cố kết thấm theo phương ngang (hệ số cố kết theo phương ngang) 73

3.2.3 Tính từ biến của đất yếu (hệ số nén thứ cấp) 91

3.3 Các đặc trưng về sức kháng cắt 95

3.3.1 Các phương pháp xác định 95

3.3.2 Sức kháng cắt không thoát nước 97

3.3.3 Sức kháng cắt hữu hiệu 102

Chương 4: KIẾN NGHỊ SỬ DỤNG CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG 104

4.1 Đặt vấn đề 104

4.2 Các vấn đề về khảo sát ĐCCT và lựa chọn các biện pháp xử lý nền đường .104

4.2.1 Các kiểu cấu trúc nền đặc trưng có phân bố đất loại sét yếu amQ22-3 104

4.2.2 Vấn đề về khảo sát địa chất công trình phục vụ cho thiết kế xử lý nền đường 108

4.2.3 Kiến nghị các giải pháp xử lý nền đường đất yếu 111

4.3 Kiến nghị sử dụng các chỉ tiêu cơ lý của đất loại sét yếu amQ22-3 trong thiết kế xử lý 124

4.3.1 Giải pháp thiết bị tiêu thoát nước thẳng đứng 124

4.3.2 Giải pháp cải tạo bằng cọc vật liệu rời (cọc cát, cọc cát đầm chặt) 129

4.3.3 Giải pháp cải tạo bằng chất kết dính vô cơ 130

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 133

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 136

TÀI LIỆU THAM KHẢO 138 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

a, am, mQ13 Trầm tích Pleistocen trên, nguồn gốc sông, sông –

biển, biển

a, am, mQ21-2 Trầm tích Holocen dưới – giữa, nguồn gốc sông,

sông – biển, biển a1-2 1/kPa Hệ số nén lún ở cấp áp lực từ 100 đến 200kPa

sông - biển, hệ tầng Cần Giờ

c, c’, cu , ccu kPa Lực dính kết, lực dính kết hữu hiệu, lực dính kết

không thoát nước theo sơ đồ UU, CU

CRS - R Nén cố kết với tốc độ biến dạng không đổi - thoát

nước hướng tâm

cv m2/năm Hệ số cố kết theo phương thẳng đứng

Cv(NC) m2/năm Hệ số cố kết ở giai đoạn cố kết thông thường

ch /cv Tỷ số giữa hệ số cố kết theo phương ngang và theo

phương thẳng đứng

ch, ch(ap) m2/năm Hệ số cố kết theo phương ngang, hệ số cố kết theo

phương ngang tương đương

de mm Đường kính ảnh hưởng của giếng thoát nước

ds/dw Tỷ số giữa đường kính vùng xáo động và đường

kính tương đương của thiết bị tiêu thoát nước thẳng đứng

ĐCTV -

kv, kh cm/s Hệ số thấm theo phương thẳng đứng, theo phương

ngang

l m Chiều dài tính toán của giếng thoát nước

re , rw mm Bán kính mẫu đất; đường kính lõi thoát nước ở tâm

Su/σ’vo Tỷ số giữa sức kháng cắt không thoát nước và ứng

suất địa tầng hữu hiệu

Sue/Suc Tỷ số sức kháng cắt ở giai đoạn nở ra và nén lại

xác định từ thí nghiệm đường ứng suất

t50 giây, phút Thời gian ứng với độ cố kết thấm đạt 50%

T50, T*50 Nhân tố thời gian ứng với áp lực nước lỗ rỗng dư

tiêu tán được 50%

Tri Nhân tố thời gian trong trường hợp thoát nước

hướng tâm

U % Độ cố kết, mức độ tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng

u, ub, ui kPa Áp lực nước lỗ rỗng; áp lực nước lỗ rỗng trong đất

tại biên ngoài không thấm của hộp nén; áp lực nước lỗ rỗng tại thời điểm tiêu tán

ut, u0 % Áp lực nước lỗ rỗng tại thời điểm t, áp lực thủy

g g/cm3 Khối lượng thể tích tự nhiên

gc g/cm3 Khối lượng thể tích khô

gcmax g/cm3 Khối lượng thể tích khô lớn nhất

p mm/phút Tốc độ gia tải nén

j, j’, ju, jcu độ Góc ma sát trong, góc ma sát trong hữu hiệu, góc

ma sát trong không thoát nước theo sơ đồ UU, CU s; s’ kPa Ứng suất; ứng suất hữu hiệu

s’/ sc Áp lực hữu hiệu/ áp lực tiền cố kết

svo’ kPa Ứng suất địa tầng hữu hiệu

0, 1 Hệ số xác định từ phương trình Si = 0 +1 Si-1

t ngày Khoảng thời gian xác định độ lún

u2, u2i Áp lực nước lỗ rỗng dư ở vai mũi xuyên

uoct kPa Thành phần do ứng suất pháp bát diện tạo ra từ môi

trường phá hoại dẻo khi xuyên vào trong đất và luôn có giá trị dương

ushear kPa Thành phần do ứng suất cắt tạo ra và có thể âm

hoặc dương phụ thuộc vào OCR và mức độ ma sát

DANH MỤC CÁC BẢNG

1 1.1 Đánh giá chất lượng mẫu nguyên dạng (Andresen, Kolstad 1979)

2 2.1 Các cơ quan thu thập tài liệu

3 2.2 Tổng hợp khối lượng các tài liệu thu thập

4 2.3 Đặc trưng thủy hóa theo diện của tầng chứa nước Holocen

5 2.4 Thành phần hạt của đất

6 2.5 Lượng hữu cơ và muối dễ hòa tan trong đất

7 2.6 Thành phần khoáng vật của đất

8 2.7 Thành phần hóa học của đất

9 2.8 Khả năng trao đổi của đất

10 3.1 Thành phần hạt, chỉ tiêu cơ lý của đất loại sét yếu amQ22-3

11 3.2 So sánh một số chỉ tiêu cơ lý của bùn sét ở KV.III-2 và các khu vực

khác

12 3.3a Các thông số cố kết thấm của bùn sét

13 3.3b Các thông số cố kết thấm của bùn sét pha

14 3.4 Kết quả xác định ch, ch/cv của bùn sét tại Long Phú - KV III-1

15 3.5 Kết quả xác định ch, ch/cv trong phòng của đất

16 3.6 Kết quả xác định ch, ch/cv của đất theo CPTu

17 3.7 Kết quả xác định ch của đất bùn sét từ bài toán phân tích ngược tại

Long Phú – KV.III-1

18 3.8 Kết quả xác định ch(ap) của một số tác giả khác nhau

19 3.9 Kết quả so sánh hệ số cố kết theo phương ngang tính toán theo bài

toán ngược và theo thí nghiệm trong phòng (Long Phú – KV III-1)

20 3.10 Kết quả xác định tỷ số ch/cv của một số tác giả khác nhau

21 3.11 Số lượng mẫu nghiên cứu đặc điểm từ biến của đất

22 3.12 Tỷ số Ca/Cc của các loại đất khác nhau

23 3.13 Kết quả xác định các thông số kháng cắt không thoát nước của đất

24 3.14 Kết quả xác định các thông số kháng cắt hữu hiệu theo sơ đồ CU

của đất

25 3.15 Kết quả xác định các thông số kháng cắt hữu hiệu của đất theo sơ đồ

CD

26 4.1 Thuyết minh các kiểu, phụ kiểu cấu trúc nền (CTN) đặc trưng

27 4.2 Các phụ kiểu cấu trúc nền đặc trưng

28 4.3 Nội dung nghiên cứu địa chất công trình phục vụ xử lý nền đường

đất yếu

29 4.4 Kết quả dự báo thời gian nền đạt được độ cố kết 90% và chiều cao

giới hạn nền đường đắp ổn định

30 4.5 Độ lún từ biến dự báo ứng với các kiểu cấu trúc nền khác nhau

31 4.6a Các giải pháp cải tạo nền đường

32 4.6b Các giải pháp cải tạo nền đường ứng với các khu vực khác nhau

thuộc các tỉnh ven biển ĐBSCL

33 4.7 Kiến nghị các thông số ch, cv và tỷ số ch/cv của đất

34 4.8 Kiến nghị các thông số biến dạng và lịch sử chịu tải của đất

35 4.9 Kiến nghị các thông số sức kháng cắt của đất

36 4.10 Các thông số dự báo lún cho zone 1-1 (Long Phú – KV III-1)

37 4.11 Kết quả tính toán xử lý và dự báo độ lún nền đất yếu (Long Phú –

KV.III-1)

38 4.12 Kết quả xác định độ bền, độ biến dạng của hỗn hợp đất gia cố nông

39 4.13 Độ bền, độ biến dạng của hỗn hợp gia cố đất + xi măng

Phụ lục

40 3.1 Vị trí và số lượng mẫu nghiên cứu thành phần và đặc tính cơ lý của

đất loại sét yếu amQ22-3 ở trong phòng thí nghiệm

41 3.2a Kết quả xác định hệ số cố kết theo phương ngang từ kết quả phân

tích ngược quan trắc lún mặt tại Long Phú – KV.III-1

42 3.2b Kết quả xác định hệ số cố kết theo phương ngang từ kết quả phân

tích ngược quan trắc lún theo chiều sâu tại Long Phú – KV.III-1

43 4.1 Các phụ kiểu cấu trúc nền có phân bố đất loại sét yếu amQ22-3 vùng

nghiên cứu

44 4.2a Các thông số tính toán và xác định khoảng cách bấc thấm zone 1-1

(Long Phú – KV.III-1)

45 4.2b Tính toán bấc thấm và độ lún zone 1-1(Long Phú – KV.III-1)

46 4.2c Dự báo độ lún zone 1-1(Long Phú – KV.III-1)

47 4.3 Kết quả độ lún quan trắc và độ lún dự báo (Long Phú – KV.III-1)

48 4.4 Kết quả thí nghiệm trong phòng của đất yếu trước và sau xử lý

(Long Phú – KV.III-1)

49 4.5 Mô đun đàn hồi và cường độ kháng nén của hỗn hợp đất - xi măng

50 4.6 Kết quả xác định qu , E50 hỗn hợp gia cố cọc đất - xi măng

51 4.7 Kết quả xác định qu và E50 cho đất gia cố đất - xi măng với hàm

lượng hữu cơ khác nhau (hàm lượng xi măng 200kg/m3)

52 4.8 Kết quả xác định qu và E50 cho đất gia cố đất - xi măng với điều

kiện bão dưỡng khác nhau (hàm lượng xi măng 200kg/m3)

53 4.9 Kết quả thí nghiệm đầm chặt của một số đất loại sét yếu amQ22-3

54 4.10 Cường độ kháng nén và mô đun biến dạng hỗn hợp đất +xi măng

55 4.11 Cường độ kháng nén một trục, mô đun biến dạng hỗn hợp cọc đất xi

măng

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

1 2.1a Số điểm khảo sát và vị trí gặp trầm tích amQ22-3

2 2.1b Số lượng các loại đất thuộc trầm tích amQ22-3 tại các khu vực thuộc

các tỉnh ven biển ĐBSCL

3 2.2 Địa tầng đặc trưng trầm tích amQ22-3 tại khu vực bắc sông Tiền

4 2.3 Địa tầng đặc trưng trầm tích amQ22-3 tại khu vực giữa hai sông

5 2.4 Địa tầng đặc trưng trầm tích amQ22-3 tại khu vực Sóc Trăng

6 2.5 Địa tầng đặc trưng trầm tích amQ22-3 tại khu vực bán đảo Cà Mau

7 2.6 Lượng hữu cơ và muối dễ hoà tan của đất

8 2.7 Sự thay đổi thành phần hạt (a); hàm lượng muối hòa tan (b); hàm

lượng hữu cơ (c); độ ẩm, giới hạn chảy (d); khối lượng thể tích (e)

và chỉ số nén (f) của bùn sét amQ22-3 tại Long Phú - KV.III-1

9 2.8 Sự thay đổi thành phần khoáng vật sét theo độ sâu a, TP.Mỹ Tho –

KV.I; b, Mỏ Cày – Bến Tre- KV.II; c.Long Phú- KV.III-1; d TP

Cà Mau - KV.III-2

10 2.9 Kết quả xác định độ nhạy của bùn sét tại Long Phú - KV.III-1

11 3.1 Đánh giá chất lượng mẫu đất nghiên cứu

12 3.2 Đồ thị đường cong e -f(logs) mẫu DB -CM7 – KV.III-2

13 3.3 Sự thay đổi khối lượng thể tích khô và áp lực tiền cố kết của bùn sét

theo chiều sâu tại Long Phú - KV III-1

18 3.8 Quan hệ giữa giới hạn chảy, hệ số rỗng tự nhiên với chỉ số nén của

bùn sét Quan hệ giữa các chỉ tiêu cơ lý và hàm lượng muối dễ hòa tan (Long Phú – KV III-1)

19 3.9 Quan hệ giữa giới hạn chảy, hệ số rỗng với chỉ số nén của bùn sét

pha ở các tỉnh ven biển ĐBSCL

20 3.10 Sự thay đổi hệ số cố kết theo cấp áp lực nén của bùn sét

21 3.11 Hệ số cố kết thay đổi theo cấp áp lực nén mẫu bùn sét DM-CM7

(KV.III-2)

22 3.12 Sự thay đổi hệ số cố kết theo giới hạn chảy của bùn sét (Long Phú –

KV.III-1)

23 3.13 Hộp nén hướng tâm kiểu Rowes

24 3.14 Sơ đồ cấu tạo thiết bị nén CRS - R và cách lấy mẫu thí nghiệm

25 3.15 Thiết bị nén CRS - R

26 3.16 Phương pháp Asaoka xác định ch; a, đồ thị quan hệ giữa độ lún và

thời gian; b, quan hệ giữa Si; Si-1 (Asaoka, 1978; Magnan và Deroy, 1980)

27 3.17 Biểu đồ đo tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng của bùn sét (Long Phú -

KV.III-1)

28 3.18 Mối quan hệ giữa hệ số cố kết theo phương ngang (theo CPTu) và

hàm lượng muối (M), hàm lượng hữu cơ (HC) trong đất tại Long Phú – KV.III-1

29 3.19a Hệ số cố kết theo phương ngang và thẳng đứng xác định bằng các

thiết bị nén khác nhau (mẫu bùn sét DB-CM9, KV.III-2)

30 3.19b Hệ số cố kết theo phương ngang và thẳng đứng xác định bằng các

thiết bị nén khác nhau (mẫu bùn sét pha ST9, KV.III-1)

31 3.20 Đồ thị u = f(t) ở các cấp áp lực khác nhau khi nén cố kết hướng tâm

kiểu Rowes (mẫu bùn sét - TG5, KV.I)

32 3.21 Đồ thị sn = f(sn-1) tại mốc quan trắc lún mặt SS 1.1-01, zone 1-1a,

Long Phú - KV.III-1

33 3.22 Sự thay đổi tỷ số ch/cv theo chiều sâu, a- KV.II; b- KV.III - 1

34 3.23 Tỷ số Ca/Cc của bùn sét

35 3.24 Tỷ số Ca/Cc của bùn sét pha

36 3.25a Dạng đường cong từ biến của bùn sét - mẫu LP18

39 3.27a Sự biến đổi giới hạn chảy, khối lượng thể tích khô và lực dính

không thoát nước (nén ba trục theo sơ đồ UU) của bùn sét

40 3.27b Sự biến đổi giới hạn chảy, khối lượng thể tích khô và lực dính

không thoát nước (nén ba trục theo sơ đồ UU) của bùn sét pha

41 3.28 Sự thay đổi lực dính kết không thoát nước của bùn sét theo hàm

lượng muối dễ hòa tan (Long Phú – KV.III-1)

42 3.29 Đồ thị quan hệ giữa hàm lượng hữu cơ và lực dính kết, góc ma sát

trong không thoát nước của đất bùn sét (An Biên – KV.III-2)

43 3.30 Quan hệ sức kháng cắt không thoát nước theo thí nghiệm nén ba

trục sơ đồ UU (Su) và cắt cánh ngoài hiện trường (vst)

44 3.31 Sự thay đổi Su, Su/s’v0 theo độ sâu

45 3.32 Quan hệ góc ma sát trong hữu hiệu và hàm lượng hạt sét, chỉ số dẻo

Phụ lục

49 2.1 Sơ đồ phân bố trầm tích amQ22-3 và các tuyến mặt cắt địa chất các

tỉnh ven biển ĐBSCL

50 2.2a Mặt cắt địa chất trầm tích Đệ tứ khu vực Cà Mau (III-III)

51 2.2b Mặt cắt địa chất vùng cửa sông ven bờ châu thổ sông Cửu Long

52 2.2c Sơ đồ mặt cắt địa chất thủy văn tuyến I-I vùng ĐBSCL

53 2.2d Đường đẳng độ sâu bề mặt đáy các thành tạo Holocen vùng ĐBSCL

54 2.2e Sơ đồ mặt cắt địa chất thủy văn tuyến II –II vùng ĐBSCL

55 2.3 Địa hình vùng ĐBSCL

56 2.4 Sơ đồ phân bố đất nhiễm mặn, phèn vùng ĐBSCL

57 2.5 Sơ đồ phân bố lượng mưa vùng ĐBSCL

58 2.6 Sơ đồ phân bố nước mặt vùng đồng bằng Nam Bộ

59 2.7 Sơ đồ phân vùng nước dưới đất vùng ĐBSCL

60 2.8 Đặc điểm khoáng vật sét dưới kính hiển vi điện tử quét (mẫu

68 2.14a Mẫu lát mỏng theo hướng song song với mặt lớp (mẫu LP3- KV

72 3.1 Vị trí các điểm lấy mẫu thí nghiệm nghiên cứu đặc tính ĐCCT của

đất loại sét yếu amQ22-3 ở các tỉnh ven biển ĐBSCL

73 4.1 Vị trí các kiểu cấu trúc nền đặc trưng có phân bố đất loại sét yếu

78 4.6 Cường độ kháng nén và mô đun biến dạng của hỗn hợp gia cố xi

măng và bùn sét, bùn sét pha (hàm lượng xi măng 9%)

79 4.7 Cường độ kháng nén một trục nở hông và mô đun biến dạng của

hỗn hợp xi măng và bùn sét pha (200kg xi măng/1m3 đất - 28 ngày tuổi)

80 4.8 Cường độ kháng nén một trục nở hông và mô đun biến dạng của

hỗn hợp xi măng và bùn sét (200kg xi măng/1m3 đất - 28 ngày tuổi)

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Các tỉnh ven biển đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) bao gồm Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau và Kiên Giang có tiềm năng phát triển kinh tế xã hội to lớn, đặc biệt là trong các lĩnh vực nông và ngư nghiệp Tuy nhiên, cơ sở hạ tầng giao thông trong vùng phát triển còn yếu, không đáp ứng được nhu cầu thực tế Các tuyến đường bộ (trừ những tuyến mới được xây dựng vào những năm gần đây) thường bị ngập lụt vào mùa mưa lũ, chỉ các tuyến đường nối các tỉnh là được trải nhựa, còn lại hầu hết là đường đất và đường cấp phối Do vậy,

để tương xứng với tiềm năng phát triển kinh tế xã hội, hiện tại Nhà nước đang phải xây dựng lại và nâng cấp hệ thống giao thông trong vùng này

Việc xây dựng mạng lưới đường giao thông ở các tỉnh ven biển ĐBSCL còn gặp rất nhiều khó khăn Bởi lẽ, nơi đây là một phần của vùng châu thổ có địa hình trũng thấp, mạng thủy văn dày đặc lại được phủ bởi các trầm tích trẻ với bề dày lớn Các trầm tích có nguồn gốc khác nhau, nhưng phổ biến nhất là nguồn gốc hỗn hợp sông biển, thuộc thống Holocen, phụ thống trung – thượng (amQ22-3) Trầm tích nằm ngay trên bề mặt địa hình, đa phần là đất loại sét yếu, có chiều dày tương đối lớn, thường bị nhiễm muối, phèn và có chứa hữu cơ với mức độ khác nhau Đây là đối tượng chịu tác động trực tiếp của hoạt động xây dựng đường giao thông, do vậy, muốn đường đắp ổn định cần phải xử lý

Cho đến nay, mặc dù đã có những nghiên cứu về địa chất và địa chất công trình (ĐCCT) nền đất ở các tỉnh ven biển ĐBSCL nhưng vẫn chưa đề cập đầy đủ và toàn diện bản chất các đặc tính ĐCCT của đất yếu Những tài liệu nghiên cứu phục

vụ lựa chọn, đề xuất, tính toán xử lý nền đường đất yếu chưa được hoàn thiện đã làm hạn chế hiệu quả và phạm vi ứng dụng của các biện pháp xử lý nền, gây lãng

phí trong xây dựng Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu đặc tính địa chất công trình của đất loại sét yếu amQ 2 2-3 phân bố ở các tỉnh ven biển đồng bằng sông Cửu Long phục vụ xử lý nền đường” mang tính cấp thiết cao và có ý nghĩa thực tiễn

2 Mục đích nghiên cứu

Mục đích của luận án là làm sáng tỏ đặc tính ĐCCT của đất loại sét yếu amQ22-3 ở các tỉnh ven biển ĐBSCL để phục vụ và nâng cao hiệu quả xử lý nền đường và khai thác hợp lý nguồn tài nguyên đất xây dựng

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích trên, luận án có nhiệm vụ làm sáng tỏ:

- Sự ảnh hưởng của một số yếu tố tự nhiên hiện đại tới sự hình thành và tồn tại của trầm tích amQ22-3;

- Sự phân bố của đất loại sét yếu amQ22-3 ;

- Thành phần vật chất và đặc tính cơ lý của đất loại sét yếu amQ22-3;

- Kiến nghị sử dụng các kết quả nghiên cứu trong khảo sát, thiết kế xử lý nền đường đất yếu

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: đất loại sét yếu thuộc trầm tích amQ22-3

Phạm vi nghiên cứu: không gian phân bố đất loại sét yếu amQ22-3 ở các tỉnh ven biển ĐBSCL với chiều sâu nghiên cứu hết bề dày của nó (khoảng 20m)

5 Nội dung nghiên cứu

Để thực hiện nhiệm vụ đặt ra, nội dung luận án tập trung nghiên cứu:

- Tổng quan về nghiên cứu tính chất ĐCCT của đất loại sét yếu ở ĐBSCL;

- Lịch sử phát triển trầm tích Đệ tứ và ảnh hưởng của một số yếu tố tự nhiên hiện đại (khí hậu, địa hình, địa mạo, mạng lưới thủy văn và hải văn, địa chất thủy văn) tới sự hình thành và tồn tại của trầm tích amQ22-3;

- Sự phân bố trên diện và theo chiều sâu của đất loại sét yếu amQ22-3;

- Thành phần (hạt, khoáng vật, hoá học), khả năng trao đổi hoá lý, độ pH, hàm lượng muối, hữu cơ của đất loại sét yếu amQ22-3;

- Tính chất cơ học của đất loại sét yếu amQ22-3 bao gồm: tính biến dạng (cố kết theo các phương thẳng đứng và nằm ngang, từ biến) và sức kháng cắt;

- Các nhân tố ảnh hưởng và bước đầu nghiên cứu sự biến đổi của các tính chất cơ lý phụ thuộc vào hàm lượng muối, hữu cơ trong đất;

- Trên cơ sở phân chia cấu trúc nền và nghiên cứu thành phần và tính chất cơ

lý của đất loại sét yếu amQ22-3, phân tích và đề xuất về các vấn đề khảo sát ĐCCT, kiến nghị các biện pháp xử lý và sử dụng các chỉ tiêu cơ lý trong tính toán xử lý nền đường đất yếu

6 Phương pháp nghiên cứu

Luận án sử dụng tổ hợp các phương pháp nghiên cứu:

- Tổng hợp, phân tích tài liệu đã có trong vùng;

- Địa chất: nghiên cứu sự thành tạo và sự phân bố đất loại sét yếu amQ22-3 ;

- Thực nghiệm: thí nghiệm trong phòng, ngoài trời xác định tính chất cơ lý;

- Thống kê và địa thống kê: xử lý để tìm ra các giá trị đặc trưng của kết quả thí nghiệm, lập mối tương quan, ….;

- Tính toán lý thuyết: dự báo độ lún, tính toán các tính chất cơ lý của đất ;

- Phân tích hệ thống: định hướng cho nghiên cứu đề tài, sử dụng để phân tích logic các vấn đề lý thuyết và thực nghiệm

7 Luận điểm bảo vệ

Luận điểm 1: Đất loại sét amQ22-3 thuộc nhóm đất đặc biệt, nằm ngay trên mặt và phân bố rộng rãi nhất ở các tỉnh ven biển ĐBSCL Đất bị nhiễm muối dễ hòa tan ở mức độ ít và nhiễm muối, có chỗ nhiễm phèn và chứa hữu cơ tùy thuộc vào vị trí phân bố và điều kiện tồn tại Trong giới hạn nghiên cứu, các đặc trưng cơ học của đất thay đổi phụ thuộc khá chặt chẽ vào hàm lượng muối và hữu cơ

Tỷ số ch/cv của đất loại sét yếu amQ22-3 thay đổi phức tạp, trong một phạm vi rộng nên cần được xét đến khi thiết kế xử lý nền bằng thiết bị tiêu thoát nước thẳng đứng

Luận điểm 2: Đặc điểm biến đổi không gian, thành phần và tính chất cơ lý của đất loại sét yếu amQ22-3 tại các tỉnh ven biển ĐBSCL được điển hình hóa thành

2 kiểu và 5 phụ kiểu cấu trúc nền Đặc trưng của mỗi kiểu cấu trúc nền đã là cơ sở khoa học để nghiên cứu, đề xuất công tác khảo sát ĐCCT và lựa chọn, thiết kế các giải pháp xử lý nền đất yếu khi xây dựng đường

8 Những điểm mới của luận án

- Luận án nghiên cứu một cách đầy đủ và có hệ thống về đặc tính ĐCCT, sự biến đổi các đặc tính đó của đất loại sét yếu amQ22-3 phân bố ở các tỉnh ven biển ĐBSCL phục vụ xây dựng đường;

- Đã xác định được tỷ số giữa hệ số cố kết theo phương ngang và theo phương thẳng đứng của bùn sét và bùn sét pha amQ22-3 ở các tỉnh ven biển ĐBSCL;

- Đã thiết lập được quan hệ giữa chỉ số nén và hệ số nén thứ cấp cho đất bùn sét và bùn sét pha amQ22-3 ở các tỉnh ven biển ĐBSCL;

- Đã chỉ ra ảnh hưởng của hàm lượng muối, độ pH (phèn), hữu cơ và điều kiện môi trường bảo dưỡng khi cải tạo đất yếu amQ22-3 bằng chất kết dính vô cơ (xi măng);

- Đã phân chia cấu trúc nền có phân bố đất loại sét yếu amQ22-3 theo mức độ thuận lợi đối với các giải pháp xử lý nền đường cũng như đề xuất và kiến nghị các chỉ tiêu cơ lý định hướng cho việc thiết kế xử lý nền đường

9 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Kết quả của luận án góp phần vào việc nghiên cứu ĐCCT khu vực: đã làm sáng tỏ đặc tính ĐCCT của các loại đất chủ yếu của tầng trầm tích amQ22-3 phân bố rộng rãi nhất ở ĐBSCL

Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo tốt và là cơ sở để định hướng cho công tác khảo sát, thiết kế xử lý nền đất yếu trong xây dựng đường giao thông và các dạng xây dựng khác ở các tỉnh ven biển ĐBSCL và những vùng khác có điều

kiện ĐCCT tương tự

10 Cơ sở tài liệu của luận án

Luận án được hoàn thành trên cơ sở các kết quả học tập và nghiên cứu nhiều năm tại trường Đại học Mỏ - Địa chất Các đề tài khoa học đã chủ trì hoặc tham gia:

- Đề tài cấp bộ mã số B2009-02-66, Nghiên cứu đặc tính xây dựng của trầm tích loại sét amQ 2 2-3 phân bố ở ĐBSCL phục vụ gia cố nền bằng các giải pháp làm chặt, có sử dụng chất kết dính vô cơ do PGS.TS Đỗ Minh Toàn chủ trì, tác giả là

thư ký của đề tài;

- Đề tài NCKH cấp cơ sở, mã số N2009-13, Nghiên cứu xác định quan hệ giữa hệ số cố kết theo phương thẳng đứng và ngang của một số loại đất amQ 2 2-3 phân bố ở các tỉnh ven biển ĐBSCL do tác giả chủ trì;

- Đề tài NCKH cấp cơ sở, mã số N2010-07, Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng phèn và muối dễ hoà tan trong đất loại sét yếu amQ 2 2-3 phân bố ở các tỉnh ven biển ĐBSCL đến khả năng gia cố bằng xi măng do tác giả chủ trì;

- Đề tài cấp cơ sở, T12-03, Ứng dụng phần mềm Plaxis 8.2 để tính toán xử lý nền đất yếu bằng cọc cát và giếng cát kết hợp với gia tải trước do tác giả chủ trì

Luận án còn sử dụng các kết quả nghiên cứu ĐCCT của nhiều cơ quan và tác giả khác nhau đã được công bố và lưu trữ có liên quan đến đề tài nghiên cứu Các tài liệu sử dụng đã được trích dẫn cụ thể trong luận án

11 Cấu trúc của luận án

Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án gồm 4 chương, dày 149 trang, 55 biểu bảng, 80 hình vẽ và danh mục 129 tài liệu tham khảo

12 Lời cảm ơn

Luận án được hoàn thành tại Bộ môn Địa chất công trình, Khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa chất dưới sự hướng dẫn khoa học của:

PGS.TS Đỗ Minh Toàn, TS Nguyễn Viết Tình

Tác giả bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến:

PGS.TS.Đỗ Minh Toàn, TS.Nguyễn Viết Tình - các thầy hướng dẫn khoa học và truyền đạt nhiều kiến thức chuyên môn cho tác giả trong suốt quá trình làm luận án

GS.TSKH Phạm Văn Tỵ - người thầy tận tình, đóng góp các ý kiến quý báu

để tác giả hoàn thành luận án

PGS.TS Lê Trọng Thắng - Chủ nhiệm Bộ môn ĐCCT, TS.Tô Xuân Vu - Phó chủ nhiệm Bộ môn đã tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh học tập, làm việc

Các cơ quan: Bộ môn Địa chất công trình, Khoa Địa chất, Phòng Đào tạo sau Đại học, các Phòng Khoa Ban thuộc Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Viện Công

nghệ Giao thông vận tải và các phòng thí nghiệm LAS - XD 928 (Trường Đại học

Mỏ - Địa chất), LAS – XD 80 (Trung tâm nghiên cứu Địa kỹ thuật); LAS - XD 442 (Viện Nền móng và công trình ngầm, Công ty Fecon), LAS- XD446 (Công ty Trách nhiệm hữu hạn tư vấn xây dựng & thi công Hồng Anh), LAS- XD 69 (Trung tâm

Tư vấn giám sát và thí nghiệm Địa kỹ thuật), LAS - XD365 (Chi nhánh Xí nghiệp khảo sát và Xây dựng điện thuộc Công ty tư vấn xây dựng điện số 3) cùng các cơ quan nghiên cứu và sản xuất đã giúp đỡ nhiệt tình khi tác giả thực hiện luận án

Các Nhà khoa học PGS.TS.Nguyễn Huy Phương, PGS.TS.Tạ Đức Thịnh,

TS Bùi Đức Hải, PGS.TS Đoàn Thế Tường, PGS.TSKH Vũ Cao Minh, PGS.TSKH Trần Mạnh Liểu, PGS.TS.Phạm Hữu Sy, TS Phạm Văn Thìn, TS.Tạ Hồng Quân, PGS.TS.Đỗ Minh Đức, TS Phan Sỹ Thanh, GS.TSKH Đặng Văn Bát, PGS.TS.Lê Thanh Mẽ, …., và các bạn đồng nghiệp đã có nhiều đóng góp và giúp

đỡ quý báu để tác giả hoàn thiện luận án

Gia đình đã cổ vũ tinh thần, đóng góp nhiều công sức cho nghiên cứu sinh thực hiện luận án

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐẤT LOẠI SÉT YẾU VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU

LONG PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU Đất đá trong xây dựng được nghiên cứu với mục đích sử dụng làm nền, môi trường phân bố các công trình và vật liệu xây dựng Khi đất đá không thỏa mãn được mục đích trên, phải có các giải pháp cải tạo và xử lý hoặc giải pháp công trình thì gọi là đất yếu

Trong luận án, tác giả đề cập theo quan điểm nghiên cứu đất đá với mục đích

sử dụng làm nền và trong mối tương tác với công trình xây dựng Với quan điểm này “Đất yếu” là một khái niệm đã, đang và tiếp tục được các Nhà khoa học quan

tâm nghiên cứu Trong hầu hết các nghiên cứu đều cho rằng đất yếu là các loại đất đặc biệt, rất nhạy cảm với điều kiện môi trường và tác dụng của tải trọng công trình, có sức kháng cắt nhỏ, biến dạng lớn và khi xây dựng trên đó bắt buộc phải xử

lý và cải tạo hoặc phải có giải pháp công trình đặc biệt.

Trong tự nhiên gặp nhiều loại đất yếu có tuổi, nguồn gốc khác nhau (sông, đầm lầy, hồ, biển hoặc trầm tích hỗn hợp của chúng) và thành phần, trạng thái khác nhau (bùn sét, bùn sét pha, bùn cát pha, đất loại sét ở trạng thái dẻo chảy, chảy) Do đặc điểm về vị trí tồn tại mà chúng có thể có hoặc không chứa muối dễ hòa tan và các vật chất hữu cơ… Đây thường là các thành tạo trẻ, chủ yếu hình thành trong kỷ Đệ tứ, ít gặp có tuổi cổ hơn, phân bố ở nơi có địa hình trũng thấp, ngập nước, cấu tạo khối hay phân lớp, Đối tượng nghiên cứu là đất loại sét yếu amQ22-3 được sử dụng làm nền cho các công trình giao thông tại các tỉnh ven biển ĐBSCL Đây là các đất loại sét yếu trạng thái dẻo chảy, chảy, có thể có chứa những thành phần vật chất đặc biệt như muối

dễ hòa tan, phèn, hữu cơ và phải thực hiện xử lý ở các mức độ khác nhau

1.1 Tổng quan về nghiên cứu tính chất địa chất công trình đất loại sét yếu trên thế giới và ở Việt Nam

Đáp ứng nhu cầu xây dựng, đất yếu đã và đang được nghiên cứu phục vụ cho nhiều lĩnh vực xây dựng khác nhau Do vậy, đất yếu từ lâu đã trở thành đối tượng đặc biệt được các nhà Khoa học trên thế giới và Việt Nam quan tâm nghiên cứu

* Ngoài nước

Khi nghiên cứu đất yếu trong phòng, quan trọng nhất là lấy các mẫu đất cần đảm bảo được tính nguyên trạng của chúng Điều này được thể hiện trong một loạt các nghiên cứu của các tác giả trên thế giới Sự thay đổi cấu trúc có ảnh hưởng sâu sắc tới việc xác định các đặc trưng cơ lý của đất (Li,1982; Burland,1990; Tan và nnk,1992; Feng,1992; Zhang,1995; Shen,1998) 103 Theo số lượng lớn kết quả thí nghiệm trong phòng của Burland (1990), Shen(1998) đã chỉ ra: tính chất cơ lý của đất có sự khác biệt lớn giữa trước và sau khi phá hủy cấu trúc tự nhiên, thể hiện rõ trên các đồ thị nén lún, quan hệ giữa ứng suất và biến dạng; sức kháng cắt, hệ số cố kết và hệ số thấm của đất Các kết quả quan trắc ngoài hiện trường của Zhang (1995) cũng đưa ra nhận định tương tự qua các đồ thị quan hệ giữa độ lún và thời gian, sự thay đổi giá trị áp lực nước lỗ rỗng và dịch chuyển ngang theo thời gian Feng (1992), Li (1982), Tan và nnk (1992) cũng đã nhận định: các tính chất cơ học của đất sét yếu rất khó khôi phục khi phá hủy cấu trúc tự nhiên

Hiện nay, có nhiều phương pháp để đánh giá tính nguyên dạng của mẫu như xác định độ hút dính của đất tại ứng suất hữu hiệu tự nhiên svo’ (Ladd, Lambe,1963; Poirier, 2005), theo biến dạng thể tích (Andresen và Kolstad,1979) hoặc tốc độ truyền sóng cắt (Shibuya và nnk, 2000; Landon và nnk, 2004)86, 125 Đơn giản

và hay sử dụng nhất là phương pháp đánh giá của Andresen và Kolstad (1979) Chỉ tiêu chất lượng mẫu SQD được xác định bằng độ biến dạng khi nén cố kết hoặc độ biến dạng thể tích khi cố kết đẳng hướng trên máy nén ba trục tại ứng suất hữu hiệu

tự nhiên Các mẫu đất có biến dạng thể tích   4% đảm bảo được tính nguyên dạng

Bảng 1.1 Đánh giá chất lượng mẫu nguyên dạng (Andresen, Kolstad 1979) 125Biến dạng thể tích,  , % (  =

1

1 0

1 e

e e





) Chỉ tiêu đánh giá chất lượng mẫu, SQD

The specimen quality designation

<1 A (hoàn hảo, very good to excellent)

Ghi chú: e 0 - hệ số rỗng ban đầu của đất; e 1 - hệ số rỗng ở cấp áp lực tương ứng với ứng suất hữu hiệu ngoài hiện trường

Đối với đất yếu, cần sử dụng các phương pháp thí nghiệm thích hợp Nagaraj

và nnk (2001)110 đã đề cập phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất, đặc điểm cố kết và sức kháng cắt của đất yếu František Havel (2004)88 đã nghiên cứu đặc điểm từ biến của đất yếu bằng thí nghiệm nén cố kết, nén ba trục đồng thời mô hình hóa trên phần mềm Plaxis 8.2 Đây là những chỉ dẫn quan trọng đảm bảo cung cấp các chỉ tiêu cơ lý của đất yếu chính xác phục vụ xây dựng công trình

Thành phần vật chất đóng vai trò quyết định tới các tính chất cơ lý của đất cũng như xử lý nền bằng chất kết dính vô cơ và được nhiều nhà nghiên cứu đề cập Ohtsubo và nnk (2005)112 đã khẳng định vai trò quan trọng của điều kiện tồn tại tới thành phần vật chất và tính chất cơ lý của đất yếu Tại Singapore, đất sét có khoáng vật chiếm ưu thế là kaolinit, độ nhạy trung bình và thấp; thì ở Pusan, đất sét

có khoáng vật chính là kaonilit, vermiculit, illit và có độ nhạy trung bình; còn ở Nhật Bản thì khoáng vật sét chiếm chủ đạo là smectit, đất có độ nhạy cao Mặc dù, các tác giả mới chỉ đề cập đến đặc điểm khoáng vật và độ dẻo của một loại đất, nhưng đã làm sáng tỏ, tuy đất yếu có cùng nguồn gốc biển, nhưng điều kiện lắng đọng trầm tích và chịu tác động của các yếu tố môi trường tồn tại không giống nhau thì thành phần khoáng vật và độ nhạy là khác nhau

Thành phần đặc biệt của đất yếu như độ nhiễm mặn đã được V.Đ.Lomtadze, A.P.Kpabrenko, V.P.Petrukhin 22, quan tâm nghiên cứu Các vấn đề được đề cập

đó là ảnh hưởng của độ mặn đến giới hạn chảy, chỉ số dẻo và sức kháng cắt của đất Những đóng góp quan trọng được chỉ ra là các đặc trưng trên của đất thay đổi rất phức tạp tùy thuộc vào hàm lượng muối, loại muối và là tiền đề quan trọng cho nghiên cứu đất nhiễm mặn ở nước ta Đất nhiễm phèn và các tính chất cơ học của đất cũng được nhiều tác giả đề cập như Larsson (2007); Pusch (1973); Eriksson (2000); Westerberg (2005); Eriksson (1992); Andersson (2012)…97, 98, 109,

126, 127 Các tác giả đề cập loại đất bị nhiễm phèn có độ pH < 5,5; hàm lượng

SO3>0,5% cùng quan điểm với các nhà thổ nhưỡng học 39 và những thành phần đặc biệt này có ảnh hưởng sâu sắc tới tính chất cơ lý của đất

Các đặc trưng cơ học (sức kháng cắt, cố kết…) của đất yếu được nhiều tác giả đi sâu nghiên cứu Bjerrum (1967)83 đã chỉ ra: khi lấy mẫu, đất sẽ bị dỡ tải do

sự phân bố lại nước trong ống mẫu, khi thí nghiệm cần thiết lập lại điều kiện hiện trường Hanzawa (1989)90 đã đề cập đến các tính chất cơ học của đất yếu liên quan đến lịch sử tồn tại, đã phân tích những ưu nhược điểm của phương pháp Bjerrum’s, SHANSEP để xác định các thông số kháng cắt Tác giả đã giải thích đất yếu bị quá cố kết (OCR>1) do ảnh hưởng bởi quá trình nén thứ sinh, xi măng hóa trong thời gian tồn tại Kết quả nghiên cứu là nhận định quan trọng minh chứng cho ảnh hưởng của các quá trình địa chất đến quá trình cố kết của đất

Larsson (1986)104 đã phân tích và chỉ ra những đặc điểm cố kết của đất yếu bằng thí nghiệm trong phòng cũng như quan trắc ngoài hiện trường tại nhiều dự

án thí nghiệm khác nhau Tác giả đã nghiên cứu hệ thống đặc điểm và các thông số đặc trưng cho cố kết thấm, khẳng định đất có tính từ biến, chỉ ra các yếu tố ảnh hưởng Đây là những định hướng quan trọng nghiên cứu cố kết của đất yếu

Hiroyuki Tanaka (2002)122 đã đưa ra một số nhận định giá trị như chỉ số nén Cc có quan hệ chặt chẽ với giới hạn chảy WL; sức kháng cắt hữu hiệu không phụ thuộc vào chỉ số dẻo mà tính bất đẳng hướng của sức kháng cắt (Sue/Suc - tỷ số sức kháng cắt ở giai đoạn nở ra và nén lại xác định từ thí nghiệm đường ứng suất) mới có quan hệ chặt chẽ với chỉ số dẻo; hệ số Bjerrum để hiệu chỉnh sức kháng cắt

có độ chính xác thấp Kết quả nghiên cứu là những đánh giá quan trọng nhằm định hướng cho công tác nghiên cứu đất yếu

Hệ số cố kết theo phương ngang (ch), hệ số thấm theo phương ngang (kh) quyết định đến việc xử lý nền đất yếu, do đó được nhiều nhà Khoa học đi sâu nghiên cứu Đã có các nghiên cứu về thiết bị thấm ngang của P.W Rowe (1966)54; Tavenas (1983)112; Seah và nnk (2004)115, 116 và các phương pháp xác định ở trong phòng và ngoài trời khác nhau 81

Nghiên cứu thành phần vật chất của đất yếu phục vụ xử lý nền bằng chất kết dính vô cơ ngày càng được hoàn thiện thể hiện trong các tài liệu của Kuno (1889),

Anon (1990), Mitchell (1981), Balasubramaniam (1988), Bell (1990), Bergado (1996) 80, 82, 112 Các vấn đề đã được đề cập bao gồm:

- Đặc điểm gia cố của các loại đất có thành phần hạt, khoáng vật khác nhau;

- Loại và liều lượng chất kết dính cần để gia cố;

- Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hình thành độ bền của hỗn hợp gia cố; Mitchell(1981)112 đã có những nhận định quan trọng: cường độ kháng nén

nở hông qu của hỗn hợp đất hạt thô gia cố xi măng lớn hơn so với các đất bụi, sét được gia cố; lực dính kết c, góc ma sát trong j của hỗn hợp gia cố tăng khi hàm lượng xi măng tăng và kéo dài thời gian bảo dưỡng Bell (1990)80 đã xác định được ảnh hưởng của các khoáng vật đến khả năng cải tạo đất bằng phương pháp trộn vôi và đưa ra hàm lượng vôi tối ưu cho đất sét kaolinit, montmorilonit Kuno (1889)80 cũng có nhận định quan trọng là chất hữu cơ có khuynh hướng hấp phụ ion canxi, ngăn cản quá trình thủy hóa và thủy phân của xi măng

Balasubramaniam và nnk (1988,1989)112 đã xác định được hàm lượng vôi thích hợp cải tạo cho đất yếu ở Bangkok là 510% Hỗn hợp sau gia cố có cường độ kháng nén nở hông tăng lên khoảng 5 lần và áp lực tiền cố kết tăng khoảng 3 lần

Hệ số cố kết thẳng đứng tăng 10  40 lần, góc ma sát tăng từ 24 400

Bergado và nnk (1996)82 đã phân tích các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng cải tạo đất bằng xi măng là loại, lượng xi măng, thời gian, nhiệt độ bảo dưỡng, loại đất, thành phần khoáng vật và đặc điểm môi trường nước lỗ rỗng trong đất

Sherwood (1957)80 đã khẳng định: cải tạo đất bằng chất kết dính có hiệu quả thấp khi hàm lượng SO3 và SO4-2 trong đất chiếm lớn hơn 0,2% và 0,5% hoặc nước dưới đất chứa SO3-2 lớn hơn 300mg/l Ông đã chỉ ra: xi măng chống ăn mòn sunfat cũng không có tác dụng cải tạo đất phèn tốt hơn so với xi măng Pooclăng truyền thống Anon (1990) 80 cho rằng: hàm lượng hữu cơ >2% và độ pH < 5 thì hiệu quả gia cố bằng xi măng thấp

Các nghiên cứu này là những đóng góp rất có ý nghĩa cho việc cải tạo đất yếu tại chỗ, góp phần hoàn thiện lý thuyết gia cố đất bằng chất kết dính, tạo tiền đề

để cải tạo đất yếu có thành phần khác nhau

* Trong nước

Cùng với sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, ngành xây dựng ở Việt Nam cũng phát triển rất mạnh mẽ Xây dựng cơ sở hạ tầng trong đó có xây dựng đường giao thông phát triển với tốc độ như vũ bão Do đó, Việt Nam đã

và đang ứng dụng nhiều thành tựu khoa học của thế giới để nghiên cứu đất yếu

Nhằm nâng cao chất lượng các thông số cung cấp cho việc tính toán nền móng công trình, tác giả Tạ Đức Thịnh và nnk 48 đã nghiên cứu đề ra phương pháp xây dựng hệ thống chuẩn các phương pháp thí nghiệm tính chất cơ học của đất

yếu khu vực đồng bằng Bắc Bộ

Về các thành phần đặc biệt của đất yếu đã được các tác giả nghiên cứu và đề cập Đỗ Minh Toàn, Phạm Văn Tỵ (1993)55, 56, 57 đã xác định được đặc điểm nhiễm mặn của đất sét mbQ23 ở ven biển đồng bằng Bắc Bộ; đã khẳng định hàm lượng muối dễ hòa tan ảnh hưởng tới tính dẻo, độ bền, tính biến dạng và trương nở của đất Mới đầu khi hàm lượng muối tăng thì tính dẻo, tính trương nở, tính biến dạng tăng và độ bền của đất giảm Tới một giới hạn nào đó của hàm lượng muối (tùy thuộc vào loại đất), các đặc trưng về tính dẻo, tính trương nở của đất giảm đi rõ rệt, khả năng biến dạng giảm và độ bền của đất tăng Các tác giả cũng đã đánh giá khả năng cải tạo của đất nhiễm mặn bằng phương pháp trộn xi măng Các nghiên cứu tuy mới đề cập đến đặc điểm nhiễm mặn của một tầng trầm tích, nhưng

đã mở ra hướng mới cho công tác nghiên cứu loại đất đặc thù

Nguyễn Văn Thơ, Tô Văn Lận (1999)22, 50 cũng đã đề cập đến ảnh hưởng của hàm lượng muối đến một số tính chất cơ lý của đất Các tác giả đã chỉ rakhi hàm lượng muối tăng từ 0 1% thì tính dẻo giảm, lực dính kết và góc ma sát trong giảm Hệ số rỗng tăng khi đất bị rửa muối, đất bị trương nở trong môi trường nước ngọt và giảm tính xói rửa Cho dù mới nghiên cứu ảnh hưởng của nhiễm mặn

tới một số tính chất cơ lý của đất tại vị trí cụ thể, nhưng các tác giả đã đưa ra được những điểm cần lưu ý khi khảo sát ĐCCT cho đất nhiễm mặn

Một số công trình đã đề cập đến đặc tính xây dựng của đất yếu của các tác giả Nguyễn Viết Tình (2001),Bùi Đức Hải (2003),

Nguyễn Viết Tình (2001)54 đã làm sáng tỏ sự hình thành và đặc tính ĐCCT của trầm tích hồ - đầm lầy thuộc phụ hệ tầng Hải Hưng dưới (lbQ21-2hh1) Tác giả đã có đóng góp quan trọng khi đưa ra một số tính chất đặc biệt của trầm tích

hồ - đầm lầy là hàm lượng hữu cơ cao với đặc trưng bất đồng nhất và bất đẳng hướng, hệ số thấm theo phương ngang lớn hơn so với phương thẳng đứng Trong đất tồn tại áp lực bắt đầu cố kết thấm, gradient bắt đầu cố kết thấm, đây là vấn đề rất quan trọng để xác định chiều cao đắp có hiệu quả khi thiết kế các biện pháp thoát nước thẳng đứng Sức kháng cắt có mức độ phân tán cao liên quan đến hàm lượng hữu cơ và mức độ phân hủy của chúng, là điều thật thận trọng trong việc lựa chọn các thông số để thiết kế công trình Tuy vậy, nghiên cứu này mới chỉ dừng lại cho các loại đất thuộc một tầng trầm tích phân bố tại khu vực Hà Nội

Bùi Đức Hải (2003)15 đã nghiên cứu tính từ biến của đất yếu lbQ21-2hh1 ở khu vực Hà Nội Những đóng góp của tác giả là đề ra phương pháp, sơ đồ và thiết

bị nghiên cứu cũng như xác định thông số từ biến của đất yếu Vấn đề nghiên cứu rất có ý nghĩa thực tế, sử dụng để định hướng cho việc dự báo lún cho công trình

Trên phương diện nghiên cứu ĐCCT phục vụ cho xử lý nền đất yếu, thông

số cơ lý được nhiều tác giả quan tâm là hệ số cố kết, hệ số thấm theo phương ngang (ch, kh) Vương Văn Thành(1999)47; Phạm Văn Long (2010)25; Nguyễn Đình Thứ (1999)51 đã nhận định: ch là thông số quyết định đến khoảng cách bấc thấm

vì thế liên quan đến thời gian thi công và giá thành xây dựng

Theo tiêu chuẩn 22TCN262 - 2000, ch cũng có thể được xác định thông qua thí nghiệm nén lún không nở hông đối với các mẫu nguyên dạng lấy theo phương nằm ngang hoặc ở giai đoạn lập dự án khả thi, cho phép tạm dùng quan hệ ch = (25)cv Tuy nhiên, điều này không dễ lựa chọn vì quyết định đến chất lượng nền

xử lý, mạng lưới thiết bị tiêu thoát nước và giá thành công trình Phạm Thị Nghĩa,

Phạm Văn Tỵ và nnk, (2005)31 đã xác định ch bằng thiết bị CPTu và có khẳng định quan trọng là ch phụ thuộc vào nguồn gốc và thành phần của đất yếu

Xác định hệ số cố kết theo phương ngang tương đương (ch(ap)) của đất yếu từ kết quả phân tích ngược theo lý thuyết của Barron (1948)119 nền xử lý bằng bấc thấm đã được một số tác giả xác định như Suzuki và nnk (2008) 117, Nguyễn Duy Quang và nnk (2010)111, Koji Suzuki và nnk (2011)119, Tan và Chew (1996)119 Kết quả cho thấy, giá trị ch(ap) của đất yếu thay đổi khá phức tạp, phụ thuộc vào điều kiện thành tạo và môi trường tồn tại

Như vậy, trên thế giới và ở Việt Nam, tính chất ĐCCT của đất loại sét yếu đã

và đang được nghiên cứu để ngày càng hoàn thiện hơn Tuy nhiên, do tính chất ĐCCT của đất có nguồn gốc khác nhau vẫn là vấn đề phức tạp và cần phải được nghiên cứu tiếp

1.2 Sơ lược lịch sử nghiên cứu trầm tích Đệ tứ vùng đồng bằng sông Cửu Long

Lịch sử nghiên cứu trầm tích Đệ tứ trong đó có trầm tích amQ22-3 ở các tỉnh ven biển ĐBSCL gắn liền với lịch sử nghiên cứu địa chất chung vùng đồng bằng Nam Bộ Lịch sử nghiên cứu địa chất vùng được chia làm hai thời kỳ

Trước năm 1975, các tài liệu nghiên cứu về địa chất hầu như rất ít, chủ yếu là của các nhà địa chất Pháp như công trình của A.Lacroix, E.Saurin, J.Fromaget, 7 E.Saurin, Lacroix (1937) đã tiến hành đo vẽ bản đồ địa chất tờ Sài Gòn tỉ lệ 1/500.000 bao gồm cả vùng nghiên cứu E.Saurin đã phân chia các trầm tích Đệ Tứ ở vùng ĐBSCL thành 2 loại “phù sa cổ” và “phù sa trẻ”, tương ứng với trầm tích Pleistocen và trầm tích Holocen, ranh giới giữa chúng được đánh dấu bằng tầng sạn sỏi laterit J.Fromaget (1942) đã phát hành tờ bản đồ địa chất Đông Dương tỷ lệ 1/500.000 E.Saurin (1962) biên tập và Nha Địa dư Quốc gia xuất bản

tờ bản đồ địa chất Sài Gòn và Vĩnh Long tỷ lệ 1:500.000 Nói chung, trong giai đoạn này, công tác điều tra địa chất chưa có hệ thống, tài liệu mô tả sơ lược Tuy thế, thang địa tầng địa chất đưa ra trong giai đoạn này là cơ sở cho các giai đoạn nghiên cứu tiếp theo

Thời kỳ sau năm 1975 đến nay, vùng nghiên cứu được các Nhà địa chất trong nước tiến hành đo vẽ, thành lập các loại bản đồ địa chất và khoáng sản cũng

như trầm tích Đệ tứ khác nhau Các bản đồ chủ yếu được đề cập gồm bản đồ địa chất tỷ lệ 1:500.000 toàn quốc do Nguyễn Xuân Bao và Trần Đức Lương chủ trì (1976  1982) Nhóm tờ bản đồ địa chất toàn bộ đồng bằng Nam Bộ tỷ lệ 1:200.000

do Hoàng Ngọc Kỷ (1980÷1989) và Nguyễn Ngọc Hoa (1990÷1991) chủ biên; loạt bản đồ địa chất - khoáng sản tỷ lệ 1/200.000 (hiệu đính) trong đó có diện tích vùng đồng bằng Nam Bộ do Nguyễn Xuân Bao chủ biên (1994)7, 28 Các kết quả nghiên cứu này đã cung cấp nhiều thông tin quan trọng về địa tầng và cấu trúc địa chất khu vực Các tài liệu đã sơ lược đề cập đến thành phần hạt và bề dày của trầm tích amQ22-3 Trầm tích nguồn gốc sông biển chia thành hai loại amQ22-3 và amQ23 Đây là những tài liệu tốt để định hướng cho công tác nghiên cứu ĐCCT tiếp theo, chi tiết hơn

Năm 2004, đề tài “ Phân chia địa tầng N - Q và nghiên cứu cấu trúc địa chất đồng bằng Nam Bộ” do Nguyễn Huy Dũng 7 chủ biên đã khái quát hóa các nghiên cứu trước đây của các Nhà địa chất Các trầm tích Holocen được chia thành trầm tích Holocen dưới - giữa (Q21-2), Holocen giữa - trên (Q22-3) và Holocen trên (Q23) với 9 nguồn gốc khác nhau Trong đó, tác giả đề cập đến trầm tích nguồn gốc sông biển với các tuổi Q22-3 và Q23

Bản đồ địa chất - khoáng sản tỷ lệ lớn (1/50.000) gồm nhóm tờ Hà Tiên - Phú Quốc đã được thành lập do Trương Công Đượng chủ biên (1998)7 Đặc biệt, đề tài nghiên cứu “Địa tầng Phanerozoi Tây Nam Bộ” do Trịnh Dánh chủ biên (1998)7, có phần khối lượng đáng kể nghiên cứu các trầm tích Kainozoi

Các đề tài nghiên cứu trầm tích Đệ tứ trên phạm vi cả nước đã đề cập đến địa tầng trầm tích Đệ tứ ở ĐBSCL Một số đề tài tiêu biểu như “Bản đồ địa chất Đệ tứ Việt Nam”,

tỷ lệ 1/500.000 (Nguyễn Đức Tâm và Đỗ Tuyết đồng chủ biên, 1994), “Địa chất Đệ tứ và đánh giá tiềm năng khoáng sản liên quan” (đề tài KT 01-07, Nguyễn Địch Dỹ chủ biên, 1996), “ Bản đồ vỏ phong hóa và trầm tích Đệ tứ Việt Nam”, tỷ lệ 1/1.000.000 (Ngô Quang Toàn chủ biên, 1999) 58 Theo Ngô Quang Toàn, trầm tích amQ22-3 gồm toàn

bộ khối lượng trầm tích amQ22-3 và amQ23 do Nguyễn Ngọc Hoa phân chia

Đến năm 2010, Nguyễn Địch Dỹ và nnk 9 đã thực hiện đề tài cấp nhà nước KC09/06-10 Điểm chú ý của đề tài là đã thiết lập được hệ tầng Bình Đại tuổi Holocen sớm nguồn gốc hỗn hợp sông biển (amQ21bđ) Tác giả đã phân chia trầm

tích Đệ tứ thuộc ba thời kỳ Holocen sớm(Q21), giữa(Q22) và muộn(Q23), được xếp vào ba hệ tầng Bình Đại, Hậu Giang và Cửu Long với các nhiều nguồn gốc khác nhau Trầm tích nguồn gốc hỗn hợp sông biển được tách ra thành amQ22, amQ231và amQ232 và xếp vào hai hệ tầng Hậu Giang và Cửu Long

Tóm lại, các tài liệu đã được nêu ở trên góp phần quan trọng nghiên cứu sự hình thành trầm tích amQ22-3 Đây là cơ sở để chỉ ra vị trí của trầm tích amQ22-3trong cấu trúc địa chất chung vùng nghiên cứu trên diện và theo chiều sâu, là cơ sở

để định hướng cho công tác nghiên cứu ĐCCT tiếp theo

1.3 Tổng quan về nghiên cứu tính chất địa chất công trình đất loại sét yếu vùng đồng bằng sông Cửu Long

Cho tới nay chưa có những công trình chuyên sâu nghiên cứu tính chất ĐCCT đối với đất loại sét yếu amQ22-3 ở các tỉnh ven biển, mà chủ yếu là những nghiên cứu tính chất ĐCCT chung cho cả vùng ĐBSCL

Các nghiên cứu ĐCCT khu vực bao gồm các đề tài nghiên cứu chủ yếu do liên đoàn bản đồ ĐCTV- ĐCCT miền Nam thực hiện như thành lập bản đồ ĐCTV, ĐCCT Nam Bộ bản đồ tỷ lệ 1/200.000 (Bùi Thế Định chủ biên)10, bản đồ ĐCCT vùng Trà Vinh - Long Toàn, tỷ lệ 1:50.000 (Phan Chu Nam chủ biên) 28 Đây là các tài liệu đề cập đến tính chất ĐCCT của đất theo nguồn gốc thành tạo, trong đó

có các loại đất thuộc trầm tích amQ22-3 Bước đầu nhận định có sự thay đổi về mặt địa tầng trầm tích amQ22-3 tại các khu vực ở Nam Bộ

Các báo cáo điều tra địa chất đô thị 11, 12, 19, 20, 26, 59 tại một

số tỉnh ĐBSCL chủ yếu do liên đoàn ĐCTV- ĐCCT miền Nam thực hiện trong các năm 1997-1998 gồm đô thị Cà Mau, Sóc Trăng, Cần Thơ, Rạch Giá, Long Xuyên,

Hà Tiên, Trà Vinh, Vĩnh Long, Cao Lãnh, Sa Đéc, Mỹ Tho, Tân An, Bến Tre Các báo cáo này đã có những đóng góp đáng kể trong việc phân chia các kiểu cấu trúc

nền theo nguyên tắc phức hệ địa tầng nguồn gốc, đồng thời là cơ sở để định hướng cho công tác quy hoạch và xây dựng công trình ở các đô thị

Trong các tài liệu nghiên cứu ĐCCT khu vực, các tác giả đã phân chia các loại đất theo nguồn gốc thành tạo, trong đó có các loại đất thuộc trầm tích amQ22-3 Trầm tích amQ22-3 chủ yếu là đất loại sét có thành phần từ cát pha, sét pha đến sét Tính chất cơ lý của đất cũng có sự khác biệt giữa các khu vực thuộc vùng nghiên cứu, tuy nhiên không được đề cập rõ nét Các báo cáo này chưa đề cập đến thành phần vật chất và chỉ tiêu cơ học đặc biệt phục vụ xử lý nền đất yếu

Nghiên cứu ĐCCT khu vực còn được thể hiện trong các công trình nghiên cứu của Nguyễn Thanh (1984), Lê Trọng Thắng (2005, 2006), Nguyễn Thanh (1984)68 đã góp phần tổng kết lại các loại đất yếu vùng ĐBSCL và một số tính chất xây dựng của đất yếu có nguồn gốc khác nhau Đây là những đóng góp quan trọng nhằm định hướng cho công tác nghiên cứu đất yếu Lê Trọng Thắng (2005, 2006)45, 46 đã khái quát sơ bộ đặc điểm địa chất Đệ tứ vùng ĐBSCL và một số tính chất cơ lý chủ yếu của chúng trên quan điểm nguồn gốc thành tạo Các tài liệu này đã có đề cập đến một số tính chất cơ lý của trầm tích amQ22-3

Do ĐBSCL có những đặc thù như bị ngập lụt vào mùa mưa lũ, xâm nhập mặn của nước biển cũng như hoạt động phức tạp của mạng lưới thủy văn, hải văn

đã gây nên những đặc điểm khác biệt của đất yếu so với khu vực khác, đất có thể bị nhiễm muối hoặc nhiễm phèn Điều này gây bất lợi khi sử dụng đất trong lĩnh vực nông nghiệp cũng như xây dựng công trình

Vấn đề đất phèn được nghiên cứu chủ yếu trong lĩnh vực nông nghiệp, đã làm sáng tỏ nguyên nhân hình thành, đặc điểm phân bố, thành phần vật chất và hướng cải tạo đất phèn Có rất ít các nghiên cứu về đất phèn phục vụ cho mục đích xây dựng công trình

Trong lĩnh vực nông nghiệp, các tác giả như Huỳnh Công Thọ, K.Egashira,

Vũ Cao Thái, Nguyễn Thị Bích Thu, đã nghiên cứu về thành phần, nguyên nhân hình thành đất phèn

Đặc điểm cơ bản về thành phần của đất phèn là độ pH thấp, chứa nhiều lưu huỳnh hoặc các hợp chất của lưu huỳnh, tạo nên màu vàng, nâu vàng rỉ sắt đặc trưng Đất có lượng hữu cơ đáng kể, có nơi hàm lượng muối cao Huỳnh Công Thọ

và K.Egashira (1976)17 đã có kết luận quan trọng về sự thay đổi về thành phần khoáng vật của đất trong quá trình phèn hóa Các loại đất chứa khoáng vật sét chiếm

ưu thế là hydromica, vecmiculit, montmorilonit, sau đó là kaolinit và clorit thì sau quá trình phèn hoá, hình thành đất phèn, khoáng vật sét chiếm ưu thế là kaolinit

Nguyễn Thị Bích Thu, Vũ Cao Thái (1995)43 đã chỉ ra mức độ nhiễm phèn quan hệ chặt chẽ với tuổi và nguồn gốc thành tạo Đất sét, sét pha tuổi Holocen có nguồn gốc đầm lầy, đầm lầy - sông, đầm lầy - biển, sông - biển đều bị nhiễm phèn, còn đối với các trầm tích Holocen nguồn gốc khác và trầm tích Pleistocen hầu như không bị nhiễm phèn

Một số tác giả đã tập trung đi sâu nghiên cứu về vấn đề đất phèn bị ngọt hóa

do nước mưa hoặc nước kênh dẫn tràn về Khi bị ngọt hóa, độ pH tăng, đất phèn bị trương nở, tan rã, tính nén lún tăng và sức kháng cắt giảm Điều này sẽ tác động tới các công trình sử dụng đất phèn làm vật liệu đắp Thân đê, đập bị mất ổn định như nứt nẻ, biến dạng lún lớn 49 Các nghiên cứu này rất có giá trị trong việc bảo vệ các công trình đất đắp bằng đất phèn khi bị nước mưa hoặc nước ngọt xâm nhập Tuy nhiên, các tác giả chưa nghiên cứu về thành phần vật chất của đất phèn - là yếu

tố quan trọng để giải thích nguyên nhân phá hủy nền đê

Vấn đề nghiên cứu đất nhiễm mặn ở vùng ĐBSCL còn ít được đề cập, mới

có Trần Thị Thanh 22 xác định ảnh hưởng của hàm lượng muối tới tính dẻo và sức chống cắt của đất tại Tầm Vu - Long An, Bến Giá - Vĩnh Long và Vàm Rỗng - Bến Tre Tác giả đã khẳng định, khi hàm lượng muối tăng lần lượt là 0, 2, 5, 8% thì giới hạn chảy, chỉ số dẻo giảm và sức kháng cắt của đất cũng thay đổi phức tạp Tuy nhiên, tác giả mới dừng lại ở nghiên cứu trong phòng, chưa đề cập đến điều kiện thí nghiệm cũng như bản chất của sự thay đổi về các đặc trưng cơ lý của đất khi hàm lượng muối thay đổi Hàm lượng muối thí nghiệm còn cao hơn so với thực tế

Vấn đề nghiên cứu ĐCCT chuyên sâu về thành phần, tính chất của đất loại

sét còn được thể hiện trong các công trình dưới đây

Nguyễn Văn Đông và nnk (2006)13 đã có những đóng góp khi sử dụng thiết bị nén với tốc độ không đổi CRS để xác định các thông số cố kết cho đất sét yếu amQ22-3cg phân bố ở khu vực Tân An, tỉnh Long An Thông số nhận được với

giá trị áp lực tiền cố kết thay đổi từ 46 97kPa và chỉ số quá cố kết OCR thay đổi từ 1,31  2,06 Tuy nhiên, tài liệu còn ít, chỉ mới dừng lại ở nghiên cứu trong phòng, chưa được áp dụng vào sản xuất

Jiro Takemura và nnk (2007)120 đã chỉ ra sự khác biệt về một số đặc trưng

cơ lý của đất yếu tại hai vị trí Cần Thơ và Tân An, nguyên nhân là do ảnh hưởng của điều kiện lắng đọng và chế độ dòng chảy của các sông khác nhau trong thời kỳ lắng đọng trầm tích Tài liệu nghiên cứu đã giải thích sự lắng đọng trầm tích song phạm vi nghiên cứu còn hẹp, chưa đủ tài liệu để phân tích các quy luật chung về sự biến đổi các đặc trưng cơ lý của đất mang tính khu vực

Một số nghiên cứu ĐCCT phục vụ xử lý nền đất yếu tại ĐBSCL được đề cập Nguyễn Đình Thứ (2005)52 đã thống kê bề dày và một số tính chất cơ lý của đất yếu tại một số tuyến đường đã xây dựng Tác giả đã có đóng góp là mô tả điều kiện ĐCCT của tuyến N2 và đề xuất một số giải pháp xử lý nền đường Tác giả cũng đã nêu được một số đặc trưng cơ lý phục vụ xử lý nền đường gồm sức kháng cắt không thoát nước và đặc trưng cố kết của đất, song những nhận định này mang tính chất mô tả chưa có sự phân tích hệ thống Dương Tuấn Minh (2005)27 cũng

đã đề cập đến bề dày và tổng kết lại một số tính chất cơ lý của đất yếu ở một số tỉnh thuộc ĐBSCL và chỉ ra đây là vấn đề rất quan trọng trong lựa chọn các giải pháp xử

lý nền đất yếu Vũ Đình Phụng và nnk (2005)34 cũng đã nêu ra một số chỉ tiêu cơ

lý của đất yếu sử dụng làm các số liệu đầu vào cho tính toán thiết kế nền đất yếu Các tài liệu này mang tính tổng kết từ sản xuất, các đoạn đường đã được khảo sát thiết kế và thi công, chưa đề cập sâu yếu tố hình thành các loại đất trên nên hạn chế ứng dụng các kết quả nghiên cứu cho các vùng khác có điều kiện ĐCCT tương tự

Nghiên cứu ĐCCT phục vụ cho xây dựng công trình thủy lợi được thể hiện trong một số luận án tiến sỹ Võ Ngọc Hà (2004)14 đã có những đóng góp đáng

kể trong nghiên cứu ĐCCT nền đê Tác giả đã phân chia nền đất trong phạm vi ảnh hưởng của đê thành 3 loại, đề xuất lựa chọn sơ đồ xác định sức kháng cắt của đất yếu để tính toán ổn định Tác giả đã kiến nghị sử dụng thiết bị cắt phẳng ứng biến

để xác định sức kháng cắt không thoát nước cho đất yếu, song do số lượng mẫu ít nên kết quả chưa có ý nghĩa thực tiễn Trương Minh Hoàng (2003)16 đã có những phân tích, đánh giá ổn định khối đắp và lựa chọn phương pháp thích hợp để tính ổn định đê đập trên nền đất yếu ĐBSCL Như vậy, các tác giả đã góp phần nâng cao chất lượng công tác nghiên cứu ĐCCT phục vụ xây dựng đê đập trong điều kiện thực tế ở ĐBSCL Các nghiên cứu này mới chỉ dừng lại đề cập đất yếu trong lĩnh vực xây dựng công trình thủy lợi

Ngoài những công trình nghiên cứu đã được đề cập, tại ĐBSCL đã triển khai hàng loạt các công tác khảo sát ĐCCT theo nhiệm vụ xây dựng cho nhiều lĩnh vực: công trình dân dụng, giao thông và thủy lợi Khảo sát ĐCCT phục vụ xây dựng các công trình dân dụng chỉ cung cấp các chỉ tiêu cơ lý thông thường Khảo sát ĐCCT phục vụ xây dựng đường giao thông cung cấp thêm các chỉ tiêu nén cố kết và thông

số sức kháng cắt của đất yếu Các tài liệu này chỉ tập trung giải quyết cho một dạng xây dựng, trên phạm vi hẹp, chưa có sự phối hợp, không chú ý đến nguồn gốc thành tạo, thiếu sự phân tích hệ thống Một số báo cáo ĐCCT đã được Bùi Tấn Mẫn (2003)84 khẳng định là chưa phản ánh được tính chất cơ học của đất yếu ĐBSCL Hầu hết các công trình nghiên cứu, các báo cáo khảo sát ĐCCT đều không đề cập đất yếu là một đối tượng đặc biệt, khi đề ra phương pháp khảo sát giống như đối với loại đất thông thường, không quan tâm đến công tác lấy mẫu, vận chuyển cũng như

sử dụng các phương pháp thí nghiệm thích hợp cho đất yếu

Một số tác giả đã có những nghiên cứu về cải tạo thành phần và tính chất cơ

lý của đất yếu Huỳnh Đăng Vinh (2002)66 đã chỉ ra một số thành phần vật chất của đất amQ2-3, ảnh hưởng của độ pH đến cường độ và mô đun đàn hồi của hỗn hợp đất gia cố bằng phương pháp trộn xi măng ở vùng ĐBSCL Tác giả tuy đã đánh giá

và nhận định là khi độ pH giảm, cường độ kháng nén và mô đun đàn hồi của hỗn

hợp gia cố giảm song phạm vi nghiên cứu còn hẹp, chưa đề cập đến phương pháp cải tạo sâu (cọc đất xi măng)

Một số tác giả đề cập đến tính chất cơ lý của đất yếu nói chung và tính chất của nền xử lý bằng bấc thấm kết hợp với hút chân không tại nhà máy Khí điện đạm

Cà Mau 40 Đất gia cố bằng phương pháp cải tạo sâu (cọc đất xi măng) tại ở một

số dự án có tải trọng lớn như xử lý nền công trình bể chứa Tổng kho xăng dầu Hậu Giang, sân bay Cần Thơ và cảng Bạc Liêu 62 Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu này đều không đề cập đến thành phần vật chất của loại đất cần gia cố

Một số tác giả đề cập đến cải tạo đất vùng ĐBSCL bằng chất kết dính vô cơ nhằm tận dụng nguồn vật liệu tại chỗ làm đường giao thông nông thôn 21, 37,

38 Nguyễn Hữu Trí 61 đã nghiên cứu đất cải tạo nông làm đường nông thôn tại

xã Long Bình Điền, huyện chợ Gạo, tỉnh Tiền Giang Tác giả kiến nghị với tỷ lệ đất trộn với 6, 8 và 10% vôi; 3%+3%; 5%+3%; 7%+3% hỗn hợp vôi + xi măng; 3%+4%; 5%+4%; 7%+4% hỗn hợp xi măng + nhũ tương Đây là những định hướng tốt cho việc nghiên cứu nhằm tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có ở địa phương làm đường giao thông, song hầu như không xác định thành phần vật chất của bản thân đất gia cố, nên hạn chế phạm vi ứng dụng của phương pháp

Như vậy, đối với ĐBSCL đã có những thành tựu nổi bật trong nghiên cứu ĐCCT Tuy nhiên, cũng còn có những vấn đề cần phải tiếp tục nghiên cứu:

- Tài liệu khu vực có tác dụng định hướng chung cho công tác nghiên cứu, song các công trình nghiên cứu chưa nhiều và còn sơ lược Nghiên cứu chưa đề cập đầy đủ yếu tố về sự hình thành các đặc tính ĐCCT của đất Tuổi, nguồn gốc thành tạo, điều kiện tồn tại của đất trong tự nhiên (khí hậu, địa hình địa mạo, mạng lưới thủy văn, hải văn, …) chưa được quan tâm

- Các nghiên cứu mang tính tổng kết từ thực tế sản xuất, các tài liệu nghiên cứu về đất yếu chưa có sự khác biệt so với đất thông thường nên hạn chế khả năng ứng dụng, ít có ý nghĩa thực tế