Đánh giá điều kiện địa chất công trình đoạn tuyến Km30+446 đến Km 32+320 thuộc dự án tuyến đường từ cảng hàng không Thọ Xuân đi khu kinh tế Nghi Sơn, Thanh Hóa. Luận chứng và thiết kế phương án xử lý nền đường đất yếu cho đoạn tuyến, thời gian thi công ph

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Phần I: ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TUYẾN ĐƯỜNG 3 CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, DÂN CƯ, KINH TẾ VÀ GIAO THÔNG HUYỆN TRIỆU SƠN TỈNH THANH HÓA 4 1.1. Vị trí địa lý 4 1.2. Địa hình 4 1.3. Các yếu tố khí hậu 4 1.3.1. Chế độ nhiệt 4 1.3.2. Chế độ mưa 5 1.4. Đặc điểm dân cư, kinh tế, giao thông 5 1.4.2. Đặc điểm dân cư 5 1.4.2. Đặc điểm kinh tế 5 1.4.3. Đặc điểm giao thông 7 1.5. Đặc điểm thủy văn 7 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, ĐỊA CHẤT THỦY VĂN HUYỆN TRIỆU SƠN, TỈNH THANH HÓA 8 2.1. Địa chất 8 2.1.1. Đặc điểm địa tầng 8 2.1.2. Các thành tạo magma 9 2.2. Đặc điểm địa chất thủy văn 10 2.2.1.Tầng chứa nước Holocen trên (qh2) 10 2.2.2. Tầng chứa nước Holocen dưới(qh1) 11 CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐOẠN TUYẾN TỪ KM 30+446 ĐẾN KM 32+320 11 3.1. Khối lượng khảo sát đã thực hiện ở giai đoạn khảo sát chi tiết 11 3.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo 12 3.3. Địa tầng và tính chất cơ lý của đất nền 12 3.4. Đặc điểm địa chất thủy văn 20 3.5. Kết luận và kiến nghị 20 CHƯƠNG 4: DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐOẠN TUYẾN TỪ KM 30+446 ĐẾN KM 32+320 21 4.1. Đặc điểm và yêu cầu kỹ thuật của tuyến đường 21 4.2. Phân đoạn tuyến và chọn mặt cắt để tính toán 22 4.2.1. Phân chia cấu trúc nền đoạn tuyến nghiên cứu. 22 4.2.2. Thông số kỹ thuật tại mặt cắt ngang tính toán 23 4.3. Kiểm toán các vấn đề địa chất công trình 25 4.3.1. Vấn đề mất ổn định do lún trồi 25 4.3.2. Vấn đề mất ổn định do trượt 27 4.3.3. Vấn đề biến dạng lún và lún theo thời gian 29 Phần II: THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ĐOẠN TUYẾN ĐƯỜNG 40 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ĐOẠN TUYẾN ĐƯỜNG 41 5.1. Luận chứng chọn giải pháp xử lý nền đất yếu thích hợp 41 5.2. Thiết kế xử lý bằng cọc cát cho phân đoạn 1 42 5.2.1. Cọc cát vàphạm vi ứng dụng 42 5.2.2. Ưu điểm, nhược điểm của phương pháp 42 5.2.3. Trình tự tính toán và thiết kế cọc cát 43 5.2.4. Thiết kế xử lý nền đất phân đoạn 1 49 5.3. Thiết kế xử lý phân đoạn 2 bằng bấc thấm 53 5.3.1. Đặc điểm và phạm vi áp dụng của bấc thấm 53 5.3.2. Yêu cầu kỹ thuật về xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm 54 5.3.3. Phương pháp tính toán bấc thấm 56 5.3.4. Tính toán, thiết kế, xử lý phân đoạn 2 61 5.4. Công tác tổ chức thi công 81 5.4.1. Công tác tổ chức thi công cọc cát cho phân đoạn 1 5.4.2. Công tác tổ chức thi công bấc thấm cho phân đoạn 2 83 CHƯƠNG 6: DỰ TOÁN KINH PHÍ 91 6.1. Cơ sở lập dự toán 91 6.2. Đơn giá 91 6.3. Khối lượng 92 6.3.1. Phân đoạn 1 (km 30+446 đến km 31+500) 92 6.3.2. Phân đoạn 2 (km 31+500 đến km 32+320) 92 6.4. Giá thành công trình 93 KẾT LUẬN 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Phần I: ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TUYẾN ĐƯỜNG 3

CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, DÂN CƯ, KINH TẾ VÀ GIAO THÔNG HUYỆN TRIỆU SƠN TỈNH THANH HÓA 4

1.1 Vị trí địa lý 4

1.2 Địa hình 4

1.3 Các yếu tố khí hậu 4

1.3.1 Chế độ nhiệt 4

1.3.2 Chế độ mưa 5

1.4 Đặc điểm dân cư, kinh tế, giao thông 5

1.4.2 Đặc điểm dân cư 5

1.4.2 Đặc điểm kinh tế 5

1.4.3 Đặc điểm giao thông 7

1.5 Đặc điểm thủy văn 7

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, ĐỊA CHẤT THỦY VĂN HUYỆN TRIỆU SƠN, TỈNH THANH HÓA 8

2.1 Địa chất 8

2.1.1 Đặc điểm địa tầng 8

2.1.2 Các thành tạo magma 9

2.2 Đặc điểm địa chất thủy văn 10

2.2.1.Tầng chứa nước Holocen trên (qh2) 10

2.2.2 Tầng chứa nước Holocen dưới(qh1) 11

CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐOẠN TUYẾN TỪ KM 30+446 ĐẾN KM 32+320 11

3.1 Khối lượng khảo sát đã thực hiện ở giai đoạn khảo sát chi tiết 11

3.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 12

3.3 Địa tầng và tính chất cơ lý của đất nền 12

3.4 Đặc điểm địa chất thủy văn 20

3.5 Kết luận và kiến nghị 20

CHƯƠNG 4: DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐOẠN TUYẾN TỪ KM 30+446 ĐẾN KM 32+320 21

4.1 Đặc điểm và yêu cầu kỹ thuật của tuyến đường 21

4.2 Phân đoạn tuyến và chọn mặt cắt để tính toán 22

4.2.1 Phân chia cấu trúc nền đoạn tuyến nghiên cứu 22

4.2.2 Thông số kỹ thuật tại mặt cắt ngang tính toán 23

4.3 Kiểm toán các vấn đề địa chất công trình 25

4.3.1 Vấn đề mất ổn định do lún trồi 25

4.3.2 Vấn đề mất ổn định do trượt 27

4.3.3 Vấn đề biến dạng lún và lún theo thời gian 29

Phần II: THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ĐOẠN TUYẾN ĐƯỜNG 40

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ĐOẠN TUYẾN ĐƯỜNG 41

5.1 Luận chứng chọn giải pháp xử lý nền đất yếu thích hợp 41

5.2 Thiết kế xử lý bằng cọc cát cho phân đoạn 1 42

5.2.1 Cọc cát vàphạm vi ứng dụng 42

5.2.2 Ưu điểm, nhược điểm của phương pháp 42

5.2.3 Trình tự tính toán và thiết kế cọc cát 43

5.2.4 Thiết kế xử lý nền đất phân đoạn 1 49

5.3 Thiết kế xử lý phân đoạn 2 bằng bấc thấm 53

5.3.1 Đặc điểm và phạm vi áp dụng của bấc thấm 53

5.3.2 Yêu cầu kỹ thuật về xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm 54

5.3.3 Phương pháp tính toán bấc thấm 56

5.3.4 Tính toán, thiết kế, xử lý phân đoạn 2 61

5.4 Công tác tổ chức thi công 81

5.4.1 Công tác tổ chức thi công cọc cát cho phân đoạn 1 5.4.2 Công tác tổ chức thi công bấc thấm cho phân đoạn 2 83

CHƯƠNG 6: DỰ TOÁN KINH PHÍ 91

6.1 Cơ sở lập dự toán 91

6.2 Đơn giá 91

6.3 Khối lượng 92

6.3.1 Phân đoạn 1 (km 30+446 đến km 31+500) 92

6.3.2 Phân đoạn 2 (km 31+500 đến km 32+320) 92

6.4 Giá thành công trình 93

KẾT LUẬN 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

DANH MỤC BẢNG

BIỂU

Bảng 3.1 Bảng khối lượng công tác khảo sát ĐCCT 12

Bảng 3.2 Bảng tra hệ số β 13

Bảng 3.3 Bảng tra giá trị mk 13

Bảng 3.4 Bảng chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp 1 14

Bảng 3.5 Bảng chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp 2 15

Bảng 3.6 Bảng chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp 3 17

Bảng 3.7 Bảng chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp 4 18

Bảng 4.1 Bảng tổng hợp các thông số kĩ thuật của công trình 21

Bảng 4.2 Bảng tra hệ số A, B 28

Bảng 4.3 Bảng tính ứng suất tại tim dưới nền đất tại mặt cắt I 32

Bảng 4.4 Bảng tính độ lún cố kết tim dưới nền đường tại mặt cắt I 33

Bảng 4.5 Bảng tính ứng suất tại tim dưới nền đất tại mặt cắt II 35

Bảng 4.6 Bảng tính độ lún cố kết tim dưới nền đường tại mặt cắt II 37

Bảng 5.1 Bảng tra hệ số  48

Bảng 5.2 Tính lún sau xử lý bằng cọc cát cho phân đoạn 1 52

Bảng 5.3 Các phương án thiết kế xử lý bằng bấc thấm 66

Bảng 5.4 Giai đoạn đắp 67

Bảng 5.5 Tổng hợp quá trình thi công đắp theo giai đoạn tại mặt cắt ngang II 69 Bảng 5.6 Bảng tính độ lún tương tự ứng với chiều cao đắp 72

Bảng 5.7 Tổng hợp các thông số thiết kế thi công cọc cát 77

Bảng 5.8 Thiết kế thí nghiệm nén tĩnh nền 78

Bảng 5.9 Khối lượng công tác khoan 81

Bảng 5.10 Khối lượng thí nghiệm SPT trong cọc cát 82

Bảng 5.11 Yêu cầu chỉ tiêu thí nghiệm mẫu đất trong phòng 83

Bảng 5.12 Bảng khối lượng quan trắc 90

Bảng 6.1 Bảng giá thành bấc thấm và thiết bị quan trắc 91

Bảng 6.2 Bảng giá thành công tác khoan và thí nghiệm 91

Bảng 6.3 Khối lượng công tác phân đoạn 1 92

Bảng 6.4 Khối lượng công tác phân đoạn 2 92

Bảng 6.5 Bảng giá thành phương án xử lý 93

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 4.1 Mặt cắt ngang I (ND21) 24

Hình 4.2 Mặt cắt ngang II (ND27) 25

Hình 4.3 Nền đường bị phá hoại do lún trồi 26

Hình 4.4 Biểu đồ giá trị ứng suất tại mặt cắt I 33

Hình 4.5 Biểu đồ giá trị ứng suất tại mặt cắt II 36

Hình 5.1 Biểu đồ đường cong nén lún e = f(P) 44

Hình 5.2 Bố trí cọc cát theo mạng lưới tam giác đều 46

Hình 5.3 Bản vẽ thiết kế xử lý nền đất yếu bằng cọc cát phân đoạn 1 51

Hình 5.4 Cấu tạo chung xử lí nền đất yếu bằng bấc thấm 54

Hình 5.5 Sơ đồ mạng lưới bố trí bấc thấm 59

Hình 5.6 Biểu đồ đắp theo giai đoạn tại mặt cắt ngang II 70

Hình 5.7.Sơ đồ bố trí bấc thấm tại mặt cắt ngang đoạn đường xử lý 71

Hình 5.8 Biểu đồ xác định chiều cao phòng lún 72

Hình 5.9 Biểu đồ xác định chiều cao phòng lún tại mặt cắt ngang I 73

Hình 5.10 Kích thước của lớp đệm cát 75

Hình 5.11.Thi công cọc cát ngoài hiện trường 76

Hình 5.12 Sơ đồ bố trí bàn nén tĩnh 78

Hình 5.13 Biểu đồ quan hệ S = f(t) 80

Hình 5.14 Biểu đồ quan hệ S = f (P) 80

Hình 5.15 Búa đóng SPT 82

Hình 5.16 Thiết bị đo lún 87

Hình 5.17 Bố trí thiết bị quan trắc 90

MỞ ĐẦU

Trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nước hiện nay, việc xây dựng cơ sở

hạ tầng là một yêu cầu hết sức quan trọng.Trong đó, mở các con đường mới phục vụnhu cầu đi lại, nâng cao đời sống của nhân dân là những vấn đề rất cần thiết và đâycũng là một trong những mục tiêu để phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội của đất nướctrong tương lai

Thanh Hóa là một tỉnh đang phát triển mạnh về dân cư cũng như kinh tế Do đóviệc phát triển giao thông là một vấn đề hết sức cấp thiết trong việc giao lưu văn hoácũng như phát triển kinh tế Tuyến đường từ cảng hàng không Thọ Xuân đi khu kinh tếNghi Sơn được xây dựng với mục đich nhằm phát triển kinh tế khu vực đồng bằngThanh Hóa

Sau khi thực tập tốt nghiệp tại Công ty cổ phần Phát triển Mỏ - Địa chất miềnBắc, tôi đã thu thập đầy đủ các tài liệu khảo sát địa chất công trình của dự án này.Được sự đồng ý của Công ty cổ Phần phát triển Mỏ - Địa chất miền Bắc, Bộ môn Địachất công trình và thầy giáo hướng dẫn TS Bùi Trường Sơn, em được phân công viết

đồ án tốt nghiệp với đề tài :

32+320 thuộc dự án tuyến đường từ cảng hàng không Thọ Xuân đi khu kinh tế Nghi Sơn, Thanh Hóa Luận chứng và thiết kế phương án xử lý nền đường đất yếu cho đoạn tuyến, thời gian thi công phương án là 12 tháng.”

Sau thời gian ba tháng làm việc nghiêm túc cùng với sự hướng dẫn nhiệt tìnhcủathầy giáo TS Bùi Trường Sơn, của các thầy cô giáo trong Bộ môn Địa chất côngtrình, em đã hoàn thành đồ án đúng thời gian quy định Nội dung đồ án của tôi baogồm:

Mở đầu

Phần I: Đánh giá điều kiện địa chất công trình

Chương 1 Đặc điểm địa lý tự nhiên, dân cư, kinh tế và giao thông khu vựchuyện Triệu Sơn, tỉnh Thanh Hóa;

Chương 2 Đặc điểm địa chất, địa chất thủy văn huyện Triệu Sơn, tỉnh ThanhHóa;

Chương 3 Đánh giá điều kiện địa chất công trình đoạn từ Km 30+446 đến Km32+320;

Chương 4 Dự báo các vấn đề địa chất công trình đoạn tuyến từ Km 30+446đến Km 32+320;

Chương 5.Thiết kế xử lý nền đất yếu đoạn tuyến đường;

- Phụ lục 6: Sơ đồ bố trí công trình thăm dò

Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn đối với thầy giáo hướng dẫn TS Bùi TrườngSơn, cùng các thầy cô trong Bộ môn Địa chất công trình và các anh chị trong công ty

cổ phần Phát triển Mỏ - Địa chất miền Bắc đã giúp tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp củamình Do kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên nội dung không tránh khỏinhững thiếu sót, tôi rất mong nhận được sự nhận xét, góp ý của các thầy cô và các bạn

để đồ án được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng 06 năm 2017

Sinh viên thực hiệnTrần Thị Quyên

Phần I ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG 1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, DÂN CƯ, KINH TẾ VÀ GIAO THÔNG

HUYỆN TRIỆU SƠN, TỈNH THANH HÓA 1.1 Vị trí địa lý

Huyện Triệu Sơn là một trong 24 huyện thuộc tỉnh Thanh Hoá, huyện nằm ở

vùng đồng bằng Thanh Hoá và có toạ độ địa lý:

- Từ 19o52' đến 20o02' vĩ độ Bắc

- Từ 105o24' đến 105o42' kinh độ Đông

Cực Nam là xã Tân Ninh, cực Tây là xã Bình Sơn, cực Đông là xã Đồng TiếnHuyện có diện tích 292,2 km², phía Đông giáp huyện Đông Sơn; phía ĐôngNam giáp huyện Nông Cống; phía Nam giáp huyện Như Thanh; phía Tây Nam giáphuyện Thường Xuân; phía Tây Bắc giáp huyện Thọ Xuân; phía Đông Bắc giáphuyện Thiệu Hóa

1.2 Địa hình

Triệu Sơn là một huyện bán sơn địa nhưng diện tích chủ yếu vẫn là đồng bằng,địa hình thấp dần về phía Bắc, với vài con sông suối nhỏ chảy vào sông Chu ở haihuyện bên: Thọ Xuân và Thiệu Hóa, ở phía Nam có một vài ngọn núi thấp với độ caokhoảng 250 - 300 m, như núi Nưa ở xã Tân Ninh Vùng đất địa hình được chia làm haivùng rõ rệt:

- Vùng bán sơn địa và miền núi gồm 6 xã là Thọ Sơn, Thọ Bình, Thọ Tiến, Hợp

lý, Hợp lý và Hợp Thành Vùng này có nhiều đồi núi trọc bát úp, rừng non, rừng già

bao quanh những cánh đồng nhỏ trồng lúa, trồng màu.

- 27 xã còn lại là vùng đồng bằng, đất đai phì nhiêu, màu mỡ thuận lợi cho sự

phát triển một nền nông nghiệp toàn diện

Về địa hình của Triệu Sơn là điều kiện để phát triển các ngành nông - lâmnghiệp và cho phép chuyển dịch cơ cấu dễ dàng trong nội bộ từng ngành

1.3 Các yếu tố khí hậu

Khí hậu ở huyện Triệu Sơn nằm trong tiểu vùng khí hậu đồng bằng Thanh Hóa,

có nền nhiệt độ cao, có lượng mưa lớn, chịu ảnh hưởng của gió Tây khô nóng về mùaHè; sương giá, sương muối về mùa Đông

III), tháng lạnh nhất là vào tháng I với nhiệt độ trung bình khoảng 17 - 180C (cao hơnĐồng Bằng Bắc Bộ khoảng 10C) Tổng nhiệt độ cả năm vào khoảng 8.600 - 8.7000C ởvùng đồng bằng, giảm xuống 80C ở miền núi.

1.3.2 Chế độ mưa

Lượng mưa trung bình năm từ 1,600 - 1,800 mm Số ngày mưa từ 130 – 150ngày/năm Mùa mưa thường kéo dài 6 tháng, bắt đầu từ tháng V kết thúc vào tháng X.Các tháng mưa nhiều là VIII, IX, X Mùa mưa tập trung 60 - 80% lượng mưa của cảnăm nên dễ gây ra lũ lụt, nhất là ở những vùng có địa hình thấp

Độ ẩm không khí trung bình: 80 - 85%

1.4 Đặc điểm dân cư, kinh tế, giao thông

1.4.2 Đặc điểm dân cư

Theo số liệu điều tra năm 2008, dân số toàn huyện là 225.167 người, trong đóngười Kinh có 218.637 người, người Thái có 2.815 người, người Mường 3.378 người,dân tộc khác là 337 người Trong tộc người trên thì người Kinh chiếm đại đa số vàsống hầu hết các xã trên địa bàn huyện; người Mường, người Thái sống ở vùng bánsơn địa xen kẽ với người kinh chủ yếu ở hai xã Thọ Bình và Thọ Sơn

Mật độ dân cư không đồng đều, vùng đồng bằng tập trung đông đúc, bình quân

545 người/km2; vùng bán sơn địa miền múi đất đai rộng nhưng dân số lại ít, bình quânchỉ có 270 người/km2

Những đặc điểm về dân số và phân bố dân cư trên đây đã phản ánh quá trìnhđịnh cư cũng như đặc điểm, cấu trúc làng, bản ở mỗi tộc người

1.4.2 Đặc điểm kinh tế

Tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân giai đoạn 2011 - 2015 (theo giá 94) đạt12,4% ,GDP năm 2015 (theo giá 94) đạt 1.968,5 tỷ đồng, gấp 1,8 lần năm 2010 và đạtmục tiêu đề ra, GRDP bình quân đầu người đạt 1.230 USD gấp 1,9 lần năm 2010, vượtmục tiêu kế hoạch (1,205 USD)

Chuyển dịch cơ cấu kinh tế và cơ cấu nội bộ từng ngành kinh tế tiếp tục cóbước chuyển biến tích cực theo hướng tăng dần tỷ trọng các ngành công nghiệp - xâydựng, dịch vụ; giảm dần tỷ trọng ngành nông, lâm, thủy sản; tỷ trọng ngành nông, lâm,thuỷ sản giảm từ 35% năm 2010 xuống còn 25,2% năm 2015; ngành công nghiệp -xây dựng tăng từ 31,7% lên 37,7%; ngành dịch vụ tăng từ 33,3% lên 37,1%

a Công nghiệp và xây dựng

Giá trị sản xuất công nghiệp năm 2015 (theo giá so sánh 1994) đạt 1,067,5 tỷđồng, gấp 2,2 lần năm 2010 Một số sản phẩm công nghiệp có sản lượng tăng nhanh

xuất mới đã hoàn thành đầu tư đưa vào hoạt động, góp phần nâng cao năng lực sảnxuất công nghiệp của huyện, như: may Đồng Lợi, may Dân Quyền, giày Hồng Uy (Thịtrấn và xã Thọ Dân)… Tiểu thủ công nghiệp và ngành nghề nông thôn được quan tâmphát triển; đã khôi phục một số nghề truyền thống và phát triển một số nghề mới như:mộc dân dụng, cơ khí, thêu ren, sản xuất hương xuất khẩu… góp phần tạo việc làm vàthu nhập cho lao động nông thôn.

Giá trị sản xuất ngành xây dựng năm 2015 đạt 867 tỷ đồng, gấp hơn 2 lần năm2010

b Nông nghiệp

- Tốc độ tăng trưởng bình quân 5 năm (2011 - 2015) đạt 4,4%

- Tổng sản lượng lương thực hàng năm luôn đạt trên 130 nghìn tấn

Đẩy mạnh công tác đổi điền, dồn thửa và ứng dụng tiến bộ khoa học công nghệ,

cơ giới hóa vào sản xuất; đã xây dựng các mô hình cánh đồng mẫu lớn với diện tích

100 ha

Chăn nuôi phát triển theo mô hình trang trại, gia trại Chất lượng đàn gia súcđược nâng lên: tỷ lệ đàn bò lai tăng từ 25% năm 2010 lên 42,3% năm 2015, đàn lợnnạc tăng từ 17% lên 37,3%; tỷ trọng chăn nuôi trong giá trị sản xuất nông nghiệp tăng

từ 26% năm 2010 lên 31,4% năm 2015

c Lâm nghiệp

Lâm nghiệp phát triển toàn diện cả về bảo vệ, khoanh nuôi tái sinh và trồngmới; trong 5 năm, trồng mới 694 ha rừng, tỷ lệ che phủ rừng năm 2015 đạt 14,6%,vượt mục tiêu đề ra (14%), Công tác phòng chống cháy rừng được quan tâm chỉ đạo,hạn chế số vụ cháy rừng xảy ra

d Ngư nghiệp

Sản xuất thủy sản duy trì tốc độ tăng trưởng khá; tốc độ tăng giá trị sản xuấtbình quân hàng năm đạt 9,7%; sản lượng thủy sản năm 2015 đạt 1,520 tấn, gấp 1,5 lầnnăm 2010.

e Dịch vụ

- Ngân hàng: Tổng thu ngân sách nhà nước giai đoạn 2011 - 2015 đạt 3.602 tỷ

đồng, vượt 50,3% so với dự toán huyện giao, thu năm sau cao hơn năm trước

Trong đó, thu ngân sách trên địa bàn đạt 451 tỷ đồng, vượt 43,6% so với dựtoán huyện giao và tăng 96% so với dự toán tỉnh giao Chi ngân sách đáp ứng nhu cầuthực hiện nhiệm vụ trên các lĩnh vực; tổng chi ngân sách trong 5 năm đạt 3.522 tỷđồng

- Thương mại dịch vụ: Tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm đạt 14,6%; giá

trị sản xuất dịch vụ năm 2015 đạt 1.435,6 tỷ đồng, gấp 2 lần năm 2010

Tổng mức bán lẻ hàng hoá và doanh thu dịch vụ năm 2015 đạt 1.305 tỷ đồng,gấp 2,3 lần năm 2010 Tổng giá trị hàng hóa tham gia xuất khẩu có tốc độ tăng trưởngcao, bình quân hàng năm tăng 89,3%, năm 2015 đạt 9,2 triệu USD, gấp 24,3 lần năm2010

1.4.3 Đặc điểm giao thông

Huyện có đường 47 chạy qua theo hướng Đông - Tây, nối thành phố ThanhHóa qua thị trấn huyện lỵ Triệu Sơn, tới Lam Sơn (Thọ Xuân) Đường 47 đang đượcxây dựng lại để thông tuyến với đường Hồ Chí Minh

Có tuyến xe bus (mới) chạy từ thị trấn Triệu Sơn qua thị trấn Dân Lực, cầuThiều tới Thành phố Thanh Hóa; trong thời gian xây dựng quốc lộ 47 xe bus chạy quaDân Lý, Minh Châu

Đây là địa phương có tuyến Đường cao tốc Ninh Bình - Thanh Hóa đi qua đangđược xây dựng

1.5 Đặc điểm thủy văn

Với hệ thống sông suối, hồ, đầm,… tự nhiên cùng hệ thống kênh mương của hệthống thủy nông sông Chu, sông Hoàng, sông Nhơm mang lại, cộng với lượng mưahàng năm lại tương đối lớn đã tạo ra cho Triệu Sơn một nguồn nước mặt rất dồi dào,phong phú

Hằng năm tổng lượng nước do dòng chảy sông ngòi cung cấp trung bình 1 tỉ

m3, trong đó nước do mưa sinh ra trên toàn địa bàn chiếm trên dưới 400 triệu m3 Nếuđược điều tiết hợp lý thì có thể thỏa mãn nhu cầu phát triển sản xuất và đời sống sinhhoạt của nhân dân

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, ĐỊA CHẤT THỦY VĂN HUYỆN TRIỆU SƠN,

TỈNH THANH HÓA 2.1 Địa chất

2.1.1 Đặc điểm địa tầng

Theo tờ bản đồ địa chất tỉnh Thanh Hóa (F-48-XXVIII) tỷ lệ 1:200000 do CụcĐịa chất xuất bản năm 2005, trong phạm vi chiều sâu khảo sát, khu vực xây dựngnằm trong diện phân bố các thành tạo trầm tích Đệ tứ, các phân vị địa tầng được mô

tả theo thứ từ già đến trẻ như sau:

Phần dưới: silic màu xám đen phân lớp mỏng (3 10cm), bột kết màu tím, bộtkết chứa silic màu xám đen Chiều dày của tập là 50m

- Phần giữa: đá vôi xám phân lớp dày (0,7 - 1m) xen với silic màu phớt hồng,

chứa san hô Lihostrotionidae gen.indet Chiều dày của tập là 125m.

- Phần trên: đá vôi màu xám đen, xám vàng, phân lớp dày, có chỗ phân lớpmỏng, chứa phong phú trùng lỗ Chiều dày của tập là 250m

Các đá của hệ tầng phân bố chủ yếu ở vùng bắc thị xã Thanh Hóa và một số dảikhông liên tục ở Ngọc Lạc, Lang Chánh, Cẩm Thủy, Mường Lát Chúng nằm khôngchỉnh hợp trên hệ tầng Bản Cải

Hệ Carbon – Permi thống trung

Các đá của hệ tầng thường nằm liền kề với diện lộ hệ tầng Cẩm Thủy phân bố ởvùng Bái Thượng, bắc thị xã Thanh Hóa, rìa Đông Nam nếp lồi Cẩm Thủy, rìa tây bắcnếp lồi Thạch Thành Chúng nằm chỉnh hợp trên hệ tầng Cẩm Thủy Thành phần của

hệ gồm: đá vôi màu xám đen, phân lớp dày, đá phiến sét vôi, cát kết hạt trung màuxám anh, sét kết chứa than màu nâu gị, cát kết, sét kết màu xám đen….Bề dày 150-200m

Các đá của hệ tầng Cẩm Thủy và Yên Duyệt còn phân bố rộng rãi dưới lớp phủ

Đệ tứ của đồng bằng Thanh Hóa

Các trầm tích Đệ Tứ

Các thành tạo Đệ Tứ ở huyện Triệu Sơn, tỉnh Thanh Hóa bao gồm các trầm tích

bở rời đươc phân chia từ dưới lên trên gồm những phân vị sau:

Thống Holocen trung, gọi chung là “ Tầng Thiệu Hóa”,

Trầm tích sông- biển ( amQIV2) chiếm diện tích phần lớn đồng bằng Thanh Hóa,phân bố trên cao độ tuyệt đối 4-5m, gặp ở độ sâu từ 18-20m, có chỗ sâu 30-40m.Thành phần gồm: cát, sét bột màu xám vàng, sét chiếm vai trò quan trọng, Sét trongtrầm tích này được sử dụng làm gạch ngói và dung dịch khoan Chiều dày 5-40m

Thống Holocen thượng

Trầm tích có tuổi QIV3 gồm các kiểu sau: sông, hỗn hợp sông-biển và biển-gióTrầm tích sông (aQIV3) phân bố chủ yếu ở lòng sông suối lớn như sông Mã,sông Hiếu; thành phần gồm: cát, sạn, sỏi Dưới dạng bãi bồi thành phần chủ yếu là sét,bột, cát Chiều dày từ 0,5-1m đến 5-10m,

Trầm tích sông- biển hỗn hợp (aQIV3) phân bố ở vùng cửa sông lớn như sông

Mã, sông Hiều…Thành phần gồm sét, bột, cát tạo nên bãi bồi ven sông hoặc giữalòng, có chỗ có thực vật chưa phân hủy thành than bùn

Trầm tích biển-gió hỗn hợp (amQIV3) phân bố ở ven biển, thành phần chủ yếu làcát tạo nên mối nguy cơ về sinh thái, Chiều dày thay đổi từ 2-4m

2.1.2 Các thành tạo magma

Phức hệ siêu magma Núi Nưa (σPZPZ1 nn)

Thành phần thạch học khối núi Nưa bao goomg chủ yếu là các đá haburgit bịsecpentin hóa, ít lerzolit và dunit bị secpentin hóa.Ngoài ra còn gặp nhiều mạchdiabas, gabrodiabas xuyên cắt và gây biến đổi các đá siêu mafic kể trên

Phức hệ Núi Nưa được xếp vào Paleozoi sớm bởi lẽ các đá khối Núi Nưa vàtrầm tích Paleozoi sớm vây quanh đều bị biến chất đến tướng đá phiến lục

2.2 Đặc điểm địa chất thủy văn

Nước dưới đất trong khu vực huyện Triệu Sơn cũng được phân thành 2 loạinước trong lỗ hổng và nước khe nứt:

+ Nước lỗ hổng tồn tại trong các thành tạo Đệ Tứ (QIV3) phân bố ở đồng bằng.+ Nước khe nứt tồn tại trong các khe nứt của đá cố kết trước Đệ Tứ, trong cácthành tạo Cacbon - Pecmi Bắc Sơn, phân bố ở vùng đồi núi hoặc móng đồng bằng

Dựa vào thành tạo địa chất, thành phần thạch học, tính thấm, độ giàu nước…,

có thể chia các phân vị địa tầng chứa nước dưới đất trong khu vực thành các tầng chứanước trước Đệ Tứ và tầng chứa nước Đệ Tứ Các tầng chứa nước trước Đệ Tứ trongkhu vực xen này có quy mô không lớn, trữ lượng nhỏ nên ở đây chỉ tập trung giớithiệu các tầng chứa nước Đệ Tứ

2.2.1.Tầng chứa nước Holocen trên (qh 2 )

Tầng chứa nước lỗ hổng Holocen được thành tạo từ nhiều nguồn gốc: sôngbiển, hồ, đầm lầy, gió biển và hỗn hợp

- Trầm tích sông (aQIV3): chiếm diện phân bố chủ yếu dọc Sông Mã, Sông Lô vàcác nhánh của chúng, hiện nay vẫn đang được bồi đắp thêm vào mùa nước lớn Thànhphần gồm bột sét lẫn cát Chiều dày thay đổi từ 2-10m

- Trầm tích sông - biển - đầm lầy: phân bố ở vùng trũng ven sông, đây là địahình trũng thấp Thành phần chủ yếu là bột sét lẫn cát Chiều dày khoảng 2m

Do có nguồn gốc phức tạp nên thành phần cũng rất đa dạng Kết quả nghiêncứu cho thấy lưu lượng các giếng biến đổi từ 0,008 đến 0,091 l/s, độ hạ thấp mực nước

từ 0,5m đến 7,06m Nhìn chung nước trong tầng qh2 nhạt, tổng khoáng hóa của nướctrung bình về mùa khô là 0,4g/l, về mùa mưa là 0,38g/l Hàm lượng trung bình của ionclo (Cl-) mùa khô là 94,48mg/l, mùa mưa là 68,76mg/l Thành phần hoá học: nướctầng này thuộc loại bicarbonat calci, bicarbonat - clorur calci natri - magne, bicarbonat

- clorur magne calci - natri

Mực nước nằm cách mặt đất từ 1 - 2,5m Độ cao tuyệt đối mực nước vào mùamưa lớn nhất từ 1,9 - 3,0m và nhỏ nhất vào mùa khô từ 0,8 - 1m

Đặc điểm động thái của nước trong tầng: theo kết quả quan trắc một số năm chothấy động thái nước ngầm qh2 chịu ảnh hưởng nhiều của yếu tố khí tượng, dao đọngtheo mùa rõ rệt, mực nước dâng cao nhất vào các tháng 8, 9, 10 và thấp nhất vào cáctháng 2 đến tháng 5 Do tầng chứa nước ngầm nằm kế cận với nước biển nên nướcdưới đất chịu ảnh hưởng rất rõ rệt của thủy triều

Tóm lại tầng chứa nước này tương đối quan trọng trong việc cung cấp nướcsinh hoạt cho con người, bởi nó nằm ở một vùng mà nước mặt cũng như các tầng chứanước khác đều bị mặn.

2.2.2 Tầng chứa nước Holocen dưới(qh 1 )

Tầng chứa nước qh1 phân bố rải rác, không lộ trên mặt, ranh giới ngầm đượcbao quanh các đồi đá gốc ở khu vực đồng bằng.Độ cao của địa hình từ 2-4m, về phíaĐông trầm tích này bị các trầm tích Holocen trên phủ lên

Trầm tích gồm nhiều nguồn gốc nhìn chung khả năng chứa nước yếu, thánhphần hạt nhỏ, mịn chiếm chủ yếu.Dưới đây là một số thánh tạo có khả năng chứanước

- Trầm tích sông biển (amQIV3): thành phần gồm sét lẫn cát màu xám

- Trầm tích biển: phân bố ở địa hình khá bằn phẳng và cao từ 3 - 4m, thànhphần thạch học là sét bột màu xám Tầng chứa nước có chiều dày 5 - 20m

Nước dưới đất trong tầng qh1 có áp lực yếu, mực nước tĩnh cách mặt đất từ 3,05m, thường gặp từ 0,5 - 2m Về mùa mưa mực nước dâng cao hơn ít song không tớimặt đất

0,5-Công tác múc nước thí nghiệm trong tầng này (Nguyễn Hữu Oanh, Liên ĐoànĐCTV- CTMB, 2000) cho kết quả như sau: lưu lượng biến đổi từ 0,007l/s đến 0,16l/svới mực nước hạ thấp từ 0,3 cho đến 1m Nước có chất lượng tốt, độ tổng khoáng hoá0,4g/l Loại hình hoá học của nước thuộc loại bicacbonat calci - magne; clorurbicarbonat natri - calci hoặc clorur natri Nhìn chung tầng chứa nước không có khảnăng cung cấp trên quy mô lớn

CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐOẠN TUYẾN TỪ Km30+446 ĐẾN Km32+320

Tuyến đường giao thông từ Cảng hàng không Thọ Xuân đi khu kinh tế NghiSơn đi qua 5 huyện Thọ Xuân, Triệu Sơn, Như Thanh, Nông Cống, Tĩnh Gia và khuKinh tế Nghi Sơn của tỉnh Thanh Hóa Tổng chiều dài dự án: 65,91 km, trong đó có 21cầu Đoạn tuyến từ Km 30+446 đến Km 32+320 nằm trong khu vực thuộc huyện TriệuSơn, tỉnh Thanh Hóa

3.1 Khối lượng khảo sát đã thực hiện ở giai đoạn khảo sát chi tiết

Trong giai đoạn khảo sát ĐCCT phục vụ thiết kế bản vẽ thi công, trên đoạntuyến này đã tiến hành khối lượng công tác khảo sát ĐCCT theo bảng sau:

Bảng 3.1 Bảng khối lượng công tác khảo sát ĐCCTST

1 Đo vẽ bản đồ địa hình với tỷ lệ 1/2000 23.400 m2

Dựa vào tài liệu thu thập được, tôi đánh giá điều kiện địa chất công trình đoạntuyến như sau:

3.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo

Đoạn tuyến khảo sát dài 1.874m từ Km 30+446 đến Km 32+320, đi qua địaphận huyện Triệu Sơn, chủ yếu đi qua địa hình vùng đồng bằng và trung du xen kẻ đồinúi thấp, địa hình bằng phẳng, nền đất khu vực là đất phù sa bồi lắng Cao độ tự nhiên mặtbằng xây dựng các công trình hiện có bình quân 1,0m - 3,0m

Đây là dự án xây dựng tuyến đường hoàn toàn mới, hai bên tuyến chủ yếu làruộng lúa, vườn mầu, ao cá và kênh mương nên giao thông thuận lợi cho thi công, Ngoài

ra, tuyến đường đi qua khu vực dân cư nên việc giải phóng mặt bằng cần được chú ý

Địa hình tuyến đường đi qua tương đối bằng phẳng, cao độ mặt đường thay đổikhông đáng kể tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công

3.3 Địa tầng và tính chất cơ lý của đất nền

Theo tài liệu khảo sát địa chất công trình, thí nghiệm hiện trường, thí nghiệmtrong phòng trong phạm vi chiều sâu khảo sát, cấu trúc nền đất thiên nhiên theo thứ tự

từ trên xuống gồm 5 lớp:

- Lớp Đ: Đất lấp, Sét pha, lẫn sạn, xám vàng, xám nâu, lẫn thực vật

- Lớp 1: Sét pha, màu xám nâu, xám vàng, xám ghi, trạng thái dẻo mềm

- Lớp 2: Bùn sét, màu xám ghi, xám nâu, xám đen, kẹp cát, lẫn hữu cơ, trạngthái chảy

- Lớp 3: Sét pha, màu xám ghi, xám xanh, xám vàng, trạng thái dẻo mềm

- Lớp 4: Sét, màu xám vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng

Trên cơ sở số liệu chỉ tiêu cơ lý của từng lớp đất, môđun tổng biến dạng E0 và sứcchịu tải quy ước R0 được tính theo TCVN 9362 - 2012:

có trạng thái từ dẻo mềm đến dẻo cứng thì m kđược xác định theo bảng 3.3

Bảng 3.3 Bảng tra giá trị

m k

Tên đất Giá trị của m k ứng với giá trị hệ số rỗng e

R0 - sức chịu tải quy ước, kG/cm2;

m - là hệ số điều kiện làm việc của đất nền, lấy bằng 1;

A,B,D - hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất(𝜑);

b - chiều rộng móng, quy ước lấy b=1m;

h - chiều sâu đặt móng, quy ước lấy h=1m;

c - lực dính kết của đất dưới đáy móng, kG/cm2;

𝛾 - khối lượng thể tích tự nhiên của đất, kG/ cm3

Đặc điểm tính chất xây dựng của các lớp như sau:

Lớp Đ: Đất lấp, Sét pha, lẫn sạn, xám vàng, xám nâu, lẫn thực vật

Lớp Đ xuất hiện ở toàn bộ diện tích khu vực khảo sát, nằm ngay trên mặt, tạicác đường, bờ, vườn, … mà tuyến đi qua Cao độ mặt lớp thay đổi từ +1,58m (ND24)đến 2,46m (ND21), cao độ đáy lớp thay đổi từ +1,28m (ND24) đến +2,06m (ND21),

bề dày trung bình 0,4m.Thành phần là sét pha, lẫn đá dăm, thực vật, màu xám vàng,xám nâu,

Lớp 1: Sét pha, màu xám nâu, xám vàng, xám ghi, trạng thái dẻo mềm

Lớp này xuất hiện ở một phần diện tích khảo sát (ND26 đến ND27) và nằm dướilớp Đ Cao độ mặt lớp thay đổi từ +1,54m (NĐ27) đến +1,6m (NĐ26) Cao độ đáy lớpbiến đổi từ +1,54m (NĐ27) đến +1,6m (NĐ26) Bề dày lớp biến đổi từ 0,8m (ND26)đến 1,3m (ND27), trung bình 1,05m Thành phần là sét pha, màu xám ghi, xám vàng,trạng thái dẻo mềm

Trong lớp đã lấy và thí nghiệm trong phòng 4 mẫu đất, thí nghiệm SPT 1lần.Kết quả thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của lớp 1 trình bày trong bảng 3.4

Bảng 3.4 Bảng chỉ tiêu cơ

lý đặc trưng của lớp 1

- Sức chịu tải quy ước R0 được tính theo công thức (3.2):

Lớp 2: Bùn sét, màu xám ghi, xám nâu, xám đen, kẹp cát, lẫn hữu cơ.

Lớp 2 xuất hiện ở toàn bộ diện tích khảo sát, nằm ngay dưới lớp Đ và lớp 1.Cao độ mặt lớp thay đổi từ +1,2m (ND26) đến +2,06m (ND21).Cao độ đáy lớp biếnđổi từ -13,6m (ND27) đến -1,87m (ND22).Bề dày lớp biến đổi từ 3,6m (ND22) đến12,7m (ND27), trung bình 8,1m.Thành phần là bùn sét, màu xám ghi, xám nâu, xámđen, kẹp cát, lẫn hữu cơ

Trong lớp đã lấy và thí nghiệm trong phòng 47 mẫu đất, thí nghiệm SPT 21lần.Kết quả thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của lớp 2 trình bày trong bảng 3.5

Bảng 3.5 Bảng chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp 2

19 Giá trị xuyên tiêu chuẩn N - 1

Lớp 3: Sét pha, màu xám ghi, xám xanh, xám vàng, trạng thái dẻo mềm

Lớp này xuất hiện ở một phần diện tích khảo sát (hố khoan ND20, ND22, ND23,ND24, ND21, ND27) và nằm dưới lớp 2 Cao độ mặt lớp thay đổi từ -3,54m (ND20)đến -1,87m (ND22).Cao độ đáy lớp biến đổi từ -6,0m (ND20) đến -4,37m (ND22).Bềdày lớp biến đổi từ 1,5m (ND24) đến 2,8m (ND21), trung bình 2,0m Thành phần làsét pha, màu xám ghi, màu xám xanh, xám vàng, trạng thái dẻo mềm

Trong lớp đã lấy và thí nghiệm trong phòng 2 mẫu đất, thí nghiệm SPT 6lần.Kết quả thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của lớp 3 trình bày trong bảng 3.6

Bảng 3.6 Bảng chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp 3

4 Khối lượng thể tích khô C g/cm3 1,424

- Sức chịu tải quy ước R0 được tính theo công thức (3.2):

Lớp 4: Sét, màu xám vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng.

Lớp 4 xuất hiện ở toàn bộ diện tích khảo sát, nằm ngay dưới lớp 2 và lớp 3 Cao

độ mặt lớp thay đổi từ -13,16 (ND27) đến -4,37m (ND22) Cao độ đáy lớp biến đổi từ-12,06m (ND27) đến -7,54m (ND21).Bề dày lớp biến đổi từ 0,9m (ND27) đến 2,7m(ND24), trung bình 1,5m Thành phần là sét, màu xám vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻocứng,

Trong lớp đã lấy và thí nghiệm trong phòng 26 mẫu đất, thí nghiệm SPT 10 lần,Kết quả thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của lớp 4 trình bày trong bảng 3.7

Bảng 3.7 Bảng chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp 4

- Sức chịu tải quy ước R0 được tính the công thức (3.2):

E 0 = 0,4 1+0,807

0,026 .3,5 = 97,3kG/cm2

3.4 Đặc điểm địa chất thủy văn

Trong quá trình khoan khảo sát,đã quan sát và đo mực nước tĩnh trong hố khoanxuất hiện nông, ở độ sâu dao động khoảng 0,4 đến 1,3m, Nguồn cung cấp chính là nướcmưa và nước mặt thẩm thấu từ trên xuống

3.5 Kết luận và kiến nghị

- Về địa hình địa mạo:

Khu vực khảo sát có điều kiện địa hình, địa mạo thuận lợi cho việc khảo sátthiết kế, thi công xây dựng công trình

- Về địa tầng và chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất:

+ Lớp Đ: Đất lấp sét pha độ lỗ rỗng cao cần được bóc bỏ khi thi công côngtrình

+ Các lớp 1, 3: Là các lớp đất có khả năng chịu tải nhỏ đến trung bình, tính biếndạng lớn đến trung bình, bề dày mỏng và phân bố hạn chế

+ Lớp đất 2: Là đất yếu có khả năng chịu tải nhỏ, tính biến dạng lớn cần có biệnpháp xử lý nền trước khi công nền đường

+ Lớp đất 4: Là lớp đất có khả năng chịu tải trung bình đến lớn, tính biến dạngtrung bình đến nhỏ

- Về địa chất thủy văn và địa chất công trình động lực:

Khu vực tuyến ở đây chủ yếu là nước mặt, nguồn cung cấp chủyếu là nước mưa và ao hồ, các vùng lân cận Mực nước đo được trongcác hố khoan nông nên dễ dẫn đến hiện tượng nước chảy vào khu vực thicông Đặc biệt khu vực chịu ảnh hưởng lớn về mùa mưa lũ, nước ở cácđồi, núi đổ xuồng, dẫn đến hiện tượng ngập nhanh và trượt lở làm pháhoại công trình

CHƯƠNG 4

DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐOẠN TUYẾN TỪ KM 30+446 ĐẾN KM 32+320

4.1 Đặc điểm và yêu cầu kỹ thuật của tuyến đường

Tuyến đường từ cảng hàng không Thọ Xuân đi khu kinh tế Nghi Xuân đóng vaitrò quan trọng trong việc thúc đẩy lưu thông hàng hóa, phát triển kinh tế xã hội củatỉnh Thanh Hóa

Chức năng chính của tuyến đường là kết nối khu kinh tế Nghi Sơn với cảnghàng không Thọ Xuân Sau khi được xây dựng sẽ là tuyến đường ngắn nhất nối từcảng hàng không Thọ Xuân - thị trấn Lam Sơn (đầu mối giao thông phía Tây của tỉnh)đến khu kinh tế Nghi Sơn, rút ngắn đáng kể cự ly và thời gian hành trình so với cáctuyến đường hiện tại Kết hợp với Quốc lộ 45, tuyến đường dự án sẽ tạo thành tuyếngiao thông thứ hai nối từ Thành phố Thanh Hóa đi khu kinh tế Nghi Sơn, từ Thànhphố Thanh Hóa đi cảng hàng không Thọ Xuân, hỗ trợ và đảm bảo cho lượng giaothông ngày càng tăng trên QL1A và QL47

Đoạn tuyến từ Km 30+446 đến Km 32+320 thuộc tuyến đường cấp 3 đồngbằng Thiết kế theo tiêu chuẩn TCVN 4054 – 2005: “ Đường ôtô yêu cầu thiết kế” vớicác thông số sau:

Bảng 4.1 Bảng tổng hợp các thông số kĩ thuật của công trình

Tải trọng tác dụng xuống nền công trình bao gốm tải tọng của khối đất đắp vàtải tòn xe quy đổi thành chiều cao đắp Chiều cao khối đắp được tính theo công thức:

Htt = Hđ + Hq (4.1)Trong đó:

Htt - chiều cao đắp tính toán thiết kế, m;

Hđ - chiều cao đắp tính từ cao độ thiết kế và cao độ mặt đất tự nhiên, xétđến phần bóc bỏ, m;

Hq - chiều cao quy đổi từ tải trọng xe, m

Tuy nhiên trong quá trình đắp đến cao độ thiết kế, nền đất chịu ảnh hưởng lún

do tải trọng khối đắp Vì vậy, cần tính chiều cao đắp bù lún Hbl

Khi đó chiều cao đắp tính toán như sau:

Htk = Htt + Hbl (4.2)

Theo tiêu chuẩn 22 TCN 262 – 2000, hoạt tải được xác định theo sơ đồ sau:

q =

n.G B.l , T/m2(4.3)

B = n.b + (n-1)d + e (4.4)Trong đó:

G - trọng lượng 1 xe ( nặng nhất), T;

n - số xe tối đa có thể xếp trên phạm vi bề rộng nền đường;

l - phạm vi phân bố tải trọng theo hướng dọc, m;

B - bề rộng phân bố ngang của các xe, m,

b - bề rộng xe ôtô (m) là khoảng cách giữa hai tâm bánh xe, m;

d - khoảng cách tối thiểu giữa các xe, m;

3.30

11,7.6,6 = 1,55 (T/m2)Vậy chiều cao nền đắp tương đương Hq là:

Hq =

q

γ đ = 1,55

1,85 = 0,84 (m)

4.2 Phân đoạn tuyến và chọn mặt cắt để tính toán

4.2.1 Phân chia nền đất đoạn tuyến nghiên cứu.

Để có kết quả đánh giá cụ thể các vấn đề địa chất công trình trên, tiến hành tínhtoán ổn định cường độ và độ lún của nền đường đắp trên các đoạn có cấu trúc thay đổi,

với chiều cao đắp có kể đến tải trọng xe cộ Việc đánh giá cụ thể các vấn đề địa chấtcông trình được tiến hành trên các mặt cắt điển hình của tuyến.

Dựa trên cơ sở về đặc điểm nền đất, bề dày lớp đất yếu và cùng với yêu cầu kỹthuật thiết kế của tuyến đường ta phân chia đoạn tuyến từ Km 30+446 đến Km 32+320thành 2 phân đoạn sau:

Phân đoạn 1: Từ Km 30+446 đến Km 31+500 dài 1054m Phân đoạn có cấu

trúc nền đất từ trên xuống như sau:

- Lớp Đ: Đất lấp, sét pha lẫn sạn, màu xám vàng xám nâu, dày 0,4m

- Lớp 2: Bùn sét màu xám, xám xanh, xám tro, dày 5,6m

- Lớp 3: Sét pha, màu xám ghi, xám xanh, xám vàng, trạng thái dẻo mềm, dày2,0m

- Lớp 4: Sét màu xám, xám tro, xám đen, trạng thái dẻo cứng, dày 2m

Phân đoạn 2: Từ Km 30+900 đến Km 31+500 dài 600m, mặt cắt gồm 4 lớp:

- Lớp Đ: Đất lấp, sét pha lẫn sạn, màu xám vàng xám nâu, dày 0,4m

- Lớp 1:Sét pha, màu xám nâu, xám vàng, xám ghi, trạng thái dẻo mềm, dày1,3m

- Lớp 2: Bùn sét màu xám, xám xanh, xám tro, dày 5,6m

- Lớp 3: Sét pha, màu xám ghi, xám xanh, xám vàng, trạng thái dẻo mềm, dày2,0m

- Lớp 4: Sét màu xám, xám tro, xám đen, trạng thái dẻo cứng, dày 2m

4.2.2 Thông số kỹ thuật tại mặt cắt ngang tính toán

Phân đoạn 1: Tôi chọn mặt cắt ngang tính toán tại hố khoan ND21 (Km 30+725)

Do lớp đất lấp sẽ được bóc bỏ trong quá trình thi công nên cao độ mặt tự nhiêntại mặt cắt ngang là +2,06m Bề dày các lớp được xác định như hình 4.1, cụ thể nhưsau:

- Chiều cao của nền đắp Hđ = 2,94m;

- Chiều cao đắp thiết kế Htk = 3,78m;

- Bề rộng mặt đường đắp: B=13,0m;

- Chiều rộng của taluy: a= 7,56m;

- Chiều rộng đáy khối đắp quy đổi B’=B+2a/2= 13+7,56= 20,56m

- Chiều cao của nền đắp Hđ = 3,46m;

- Chiều cao đắp thiết kế Htk = 4,3m;

- Bề rộng mặt đường đắp: B=13,0m;

- Chiều rộng của taluy: a = 8,6m;

- Chiều rộng đáy khối đắp quy đổi B’=B+2a/2= 13+8,6= 21,6m

4.3 Kiểm toán các vấn đề địa chất công trình

Theo 22 TCN 262 – 2000, yêu cầu đối với thiết kế xử lý nền đất yếu như sau:

- Nền đường trước khi thi công mặt đường, lượng lún cố kết còn lại được quyđịnh:

+ ≤ 10 cm với vị trí gần mố cầu;

+ ≤ 20 cm với chỗ có cống hoặc đường dân sinh chui dưới;

+ ≤ 30 cm với các đoạn nền đắp thông thường;

- Độ cố kết trong phạm vi xử lý nền không nhỏ hơn 90%, hoặc tốc độ lún cònlại nhỏ hơn hơn bằng 2cm/năm

- Hệ số ổn định trượt cục bộ Fmin= 1,2 khi sử dụng kết quả thí nghiệm cắt cánhngoài hiện trường, Fmin= 1,1 khi sử dụng kết quả nén nhanh không thoát nước trongphòng thí nghiệm

4.3.1 Vấn đề mất ổn định do lún trồi

Khi mất ổn định do lún trồi thì nền đất yếu bị phá hoại do lún xuống ở phầngiữa, đồng thời bị trồi lên ở hai bên taluy (Hình 4.3)

Đất đắp

Đất yếu

Hỡnh 4.3 Nền đường bị phỏ hoại do lỳn trồi

Để đỏnh giỏ nền đường cú bị trượt trồi hay khụng, sử dụng hệ số an toàn F

Nếu F < 1,2: Đất bị phỏ huỷ mất ổn địnhNếu F = 1,2: Đất ở trạng thỏi cõn bằng giới hạnNếu F > 1,2: Đất ở trạng thỏi ổn định

- Nếu B’/h < 1,49 thỡ ỏp lực giới hạn được xỏc định bằng cụng thức:

Áp lực giới hạn: qgh= ( π +2).CuỨng suất do nền đường cú chiều cao H gõy ra: q=𝛾đ.H= 𝛾đ.(Hđ+hq)

qgh - ỏp lực giới hạn bất lợi nhất của nền đất yếu;

q - ứng suất do nền đường gõy ra ở tim dưới nền đắp;

B’- chiều rộng quy đổi (tớnh trung bỡnh giữa mặt và đỏy);

h - chiều dày nền đất yếu;

Hđ - chiều cao phần nền đường đắp ;

Hq - chiều cao lớp đất tương đương quy đổi từ khối lượng xe cộ; hq= 0,84m

𝛾đ - khối lượng thể tớch đất đắp;

Cu - lực dính kết không thoát nước ;

Nc - hệ số thay đổi theo tỷ số B’/h Giá trị của Nc được tra theo toán đồ

Mất ổn định do trượt cục một bộ phận của nền đắp và một phần của nền đất yếu

là hình thức phá hoại thường gặp nhất Dưới tác dụng của tải trọng công trình, trongnền đất phát sinh ứng suất cắt, nếu ứng suất cắt vượt quá độ bền kháng cắt của đất thì

sẽ phát sinh trượt cục bộ Hiện tượng này xảy ra trong trường hợp lớp đất yếu nằm trênlớp đất có sức chịu tải cao, biểu hiện được nhận thấy là một phần đoạn đường bị sụtlún tạo thành bậc trượt, đất ở đỉnh nền đường và dưới chân taluy bị đẩy trồi lên

Theo P.M Goldstein, có thể xác định hệ số an toàn F ứng với cung trượt nguyhiểm nhất theo công thức sau:

F=A f + B.

C u

γ đ H R (4.7)Trong đó:

A, B - các hệ số tra bảng, phụ thuộc vào góc mái dốc và vị trí mặt trượt ;

f=tg 𝜑 - hệ số ma sát trong của đất nền tự nhiên ;

Cu - lực dính không thoát nước của đất nền của đất nền tự nhiên, ;

𝛾đ - khối lượng thể tích đất đắp;

HR- chiều cao mái đất đắp (bao gồm chiều cao đất đắp và chiều cao quyđổi từ tải trọng xe cộ);

Khi F < Fgh thì nền đường bị trượt;

Khi F > Fgh thì nền đường không bị trượt

- Chiều cao đất đắp quy đổi: HR =3,78m

Lực dính kết không thoát nước của đất dưới nền đường (lấy theo kết quả thínghiệm nén nhanh không thoát nước trong phòng thí nghiệm):

Cu = 1,37 (T/m2)

Hệ số ma sát trong của đất nền: f = tg 𝜑 = tg 10180 = 0,02

Tra bảng 4.2 với h = 1,5H; hệ số mái dốc 1:m = 1:2 được A= 6,10; B= 5,95

Thay các giá trị vào công thức (4.7):

- Chiều cao đất đắp quy đổi: HR =4,3m.

Lực dính kết không thoát nước của đất dưới nền đường (lấy theo kết quả thínghiệm nén nhanh không thoát nước trong phòng thí nghiệm):

Cu = 1,37 (T/m2)

Hệ số ma sát trong của đất nền: f = tg 𝜑 = tg 10180 = 0,02

Tra bảng 4.2 với h = 1,5H; hệ số mái dốc 1:m = 1:2 được A= 6,10; B= 5,95

Thay các giá trị vào công thức (4.7):

γ đ H R=6 , 10 0 , 02+5 , 95

1 ,37

1 ,85 4,3=1 , 14<1,2

Vậy nền đường phân đoạn 2 có xảy ra trượt cục bộ

4.3.3 Vấn đề biến dạng lún và lún theo thời gian

4.3.3.1 Vấn đề biến dạng lún

Độ lún của nền đường đắp trên nền đất yếu là độ lún của toán bộ nền đường saukhi kết thúc lún dưới tác dụng của tải trọng, gồm độ lún của bản thân nền đắp và độlún của nền đất yếu dưới nền đắp,

Độ lún cố kết Sc được tính theo phương pháp phân tầng lấy tổng, Tiến hànhchia nền đất vùng hoạt động nén ép thành nhiều lớp phân tố, Mối lớp phân tố có độ lún

là Si, cộng tổng độ lún của các phân tố lớp đất ấy xác định độ lún cố kết Sc, Xét bàitoán trong điều kiện thoát nước thẳng đứng,

Vùng hoạt động nén ép được xác định đến độ sâu mà tại đó 0,2𝜎bt≥𝜎z

Độ lún cố kết được xác định theo công thức:

- Đối với đất cố kết bình thường và chưa cố kết:

Cri - chỉ số nén của lớp đất, trong phạm vi 𝜎zi<𝜎ci của lớp đất thứ i;

Cci - chỉ số nén của lớp đất, trong phạm vi 𝜎zi>𝜎ci của lớp đất thứ i;

𝜎bti - ứng suất bản thân của lớp thứ i, T/m2;

𝜎zi - ứng suất phụ thêm do tải trọng đắp gây ra ở lớp thứ i (xác định các giá trị

áp lực này tương ứng với độ sâu z ở chính giữa lớp đất yếu i), T/m2;

+ Nếu OCR=1: Đất quá cố kết, độ lún Sc tính theo công thức 4.9

+ Nếu OCR>1: Đất quá cố kết, độ lún Sc tính theo công thức 4.10

- Độ lún cuối cùng S được xác định theo tiêu chuẩn 22TCN 262 – 2000:

S = m.Sc (4.12)

Với m = 1,1 ÷1,4; nếu có các biện pháp hạn chế đất yếu bị đẩy trồi ngang dướitải trọng đắp thì sử dụng trị số m= 1,1; ngoài ra chiều cao đắp càng lớn và đất càng yếuthì sử dụng trị số m càng lớn,

- Độ lún của các lớp đất tốt bên dưới lớp đất yếu nên được tính theo công thức:

β i - hệ số tra bảng phụ thược vào lớp đất lớp phân tố thứ i, T/m2;

Ei - môđun tổng biến dạng của lớp đất lớp phân tố thứ i, kG/cm2

- Áp lực bản thân của đất tại các điểm đáy lớp được tính theo công thức:

𝜎bti = 𝛾i.hi (4.16)

- Ứng suất phụ thêm tại các điểm đáy lớp được tính theo công thức:

𝜎zi = K0.Pgl (4.17)Trong đó : Pgl - áp lực gây lún, T/m2

Pgl = 𝛾đ .Htk (4.18)

Tại mặt cắt I

- Áp lực bản thân của đất tại các điểm đáy lớp được tính theo công thức 4.16

- Ứng suất phụ thêm tại các điểm đáy lớp được tính theo công thức 4.17

Theo 22TCN 262-2000, giả thiết độ lún tổng cộng Sgt= 5 - 10% bề dày lớp đấtyếu với bề dày lớp đất yếu là 5,6m

Để đơn giản trong việc tính toán, tải trọng đất đắp tác dụng lên nền đường đượcquy về tải trọng hình chữ nhật với chiều rộng trung bình,

Trong phạm vi chiều sau lỗ khoan, phân chia nền đất thành các phân lớp nhỏ:Lớp 2: dày 5,6m được chia thành 5 lớp phân tố có bề dày 1m và 1 lớp phân tố

có bề dày 0,6m

Lớp 3: dày 2 m được chia thành 2 lớp phân tố có bề dày 1m

Lớp 4: dày 2m được chia thành 2 lớp phân tố dày 1m

Việc phân chia lớp và kết quả tính ứng xuất được trình bày trong bảng 4.2:

Bảng 4.3 Bảng tính ứngsuất tại tim dưới nền đất tại

𝜎bt(T/m2)

1m 2m 3m 4m 5m 5,6m

7,6m 8,6m 9,6m 10,6m 11,6m 12,6m 13,6m 14,6m 15,6m

2

5

7,83

7,59 7,43 7,27 7,17 7,01 6,85 6,69 6,53 6,36 6,20 6,04 5,88 5,72 5,56

1,60 3,21 4,81 6,42 8,02 8,98 10,86 12,74 14,62 16,50 18,38 20,26 22,14

25,90 27,78

Tại độ sâu 15,6m có 𝜎z =5,56 (T/m2) ; 𝜎bt = 28,18 (T/m2) thỏa mãn điều kiện 𝜎z

< 0,2𝜎bt nên chiều dày vùng hoạt động nén ép là 15,6m

+ Tính lún cố kết của đất nền:

Độ lún của đất nền được tính đến hết vùng hoạt động nén ép

Lớp 3: tính lún theo công thức 4.11.Với E0=80,0 kG/cm2 = 800 T/m2 ; β=0,62; Lớp 4: tính lún theo công thức 4.11 Với E0=97,3 kG/cm2 = 973 T/m2 ; β=0,4; Lớp 2: từ phân tố 1 đến 3 có 𝜎bt <𝜎c và 𝜎bt +𝜎z >𝜎c nên tính lún theo công thức4.10; từ phân tố 3 đến phân tố 6 có 𝜎bt >𝜎c nên tính lún theo công thức 4.8

𝜎bt(T/m2)

𝜎c(T/m2) Cc Cr e0

a0(m2/T)

S(m)

- Áp lực bản thân của đất tại các điểm đáy lớp được tính theo công thức 4.16

- Ứng suất phụ thêm tại các điểm đáy lớp được tính theo công thức 4.17

Theo 22TCN 262-2000, giả thiết độ lún tổng cộng Sgt= 5-10% bề dày lớp đấtyếu với bề dày lớp đất yếu là 12,7m

Trong phạm vi chiều sau lỗ khoan, phân chia nền đất thành các phân lớp nhỏ:

- Lớp 1: dày 1,3m được chia thánh 1 lớp phân tố dày 1,3m;

- Lớp 2: dày 12,7m được chia thành 12 lớp phân tố có bề dày 1m và 1 lớp phân

tố có bề dày 0,7m

- Lớp 3: dày 0,7m được chia thành 1 lớp phân tố dày 0,7m;

- Lớp 4: dày 0,9m được chia thành 1 lớp phân tố dày 0,9m

Việc phân chia lớp và kết quả tính ứng xuất được trình bày trong bảng 4.4:Bảng 4.5 Bảng tính ứng suất tại tim dưới nền đất tại mặt cắt II

𝜎bt(T/m2)

9,08 8,94 8,80 8,62 8,44 8,26 8,08 7,91 7,73 7,55 7,37 7,19 7,01 6,88 6,76 6,60 6,42 6,24 6,06 5,88 33,51

31,59 29,67 27,75 25,83 24,10 22,79 21,67 20,06 18,46 16,85 15,25 13,65 12,04 10,44 8,83 7,27 5,63 4,02 2,44

Hình 4.5 Biểu đồ giá trị ứng suất tại mặt cắt II

+ Xác định chiều dày vùng hoạt động nén ép:

Tại độ sâu 19,7m có 𝜎z =6,33 (T/m2) ; 𝜎bt =34,36 (T/m2) thỏa mãn điều kiện 𝜎z <0,2𝜎bt nên chiều dày vùng hoạt động nén ép là 19,7m

+ Tính lún cố kết của đất nền:

Độ lún của đất nền được tính đến hết vùng hoạt động nén ép;

- Lớp 1: tính lún theo công thức 4.11.Với E0=89,9 kG/cm2 = 899 T/m2 ; β=0,62;

- Lớp 3: tính lún theo công thức 4.11.Với E0=80,0 kG/cm2 = 800 T/m2 ; β=0,62;

- Lớp 4: tính lún theo công thức 4.11.Với E0=97,3 kG/cm2 = 973 T/m2 ; β=0,4;

- Lớp 2: 2 phân tố đầu có 𝜎bt <𝜎c và𝜎bt +𝜎z >𝜎c nên tính lún theo công thức 4.10;

từ phân tố 3 đến phân tố 13 có 𝜎bt >𝜎c nên tính lún theo công thức 4.8