335 đánh giá điều kiện địa chất công trình phân đoạn km 294 km 295 đoan dốc xây thành phố thanh hoá thuộc dự án mở rộng quốc lộ 1a bước thiết kế bản vẽ thi công, thiết kế sử lý nền đất yếu cho đoạn tuyến trên

công tác đãi ngộ nhân sự, kế toán giá công trình, tăng cường quản trị logistics, phân tích thống kê doanh thu, nghiệp vụ bán nhóm hàng, bộ phân lễ tân khách sạn

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 3

PHẦN I: PHẦN CHUNG VÀ CHUYÊN MÔN 5

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, DÂN CƯ, KINH TẾ VÀ GIAO THÔNG THANH HOÁ 5

1.1 Vị trí địa lý 5

1.2 Đặc điểm địa hình 5

1.3 Đặc điểm khí hậu 6

1.4 Dân cư, kinh tế,xã hội và giao thông 9

1.4.1 Đặc điểm dân cư, kinh tế, xã hội 9

1.4.2 Giao thông vận tải 10

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN THÀNH PHỐ THANH HOÁ 11

2.1 Đặc điểm địa chất 11

2.2 Khái quát đặc điểm địa chất thuỷ văn khu vực Thành phố Thanh Hoá 13

2.2.1 C¸c tÇng chøa níc lç hæng 13

2.2.2 TÇng chøa níc Halocen (qh 1 ) 14

2.2.3 TÇng chøa níc trong c¸c trÇm tÝch Pleistocen (qp) 15

Chương 3: ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH PHÂN ĐOẠN KM 294 – KM 295 ĐOẠN DỐC XÂY THÀNH PHỐ THANH HOÁ THUỘC DỰ ÁN MỞ RỘNG QUỐC LỘ 1A 16

3.1 Cơ sở tài liệu đánh giá điều kiện địa chất công trình đoạn tuyến 16

3.2 Đánh giá điều kiện địa chất công trình đoạn tuyến trên 16

3.2.1 Đặc điểm địa hình địa mạo 16

3.2.2 Đặc điểm địa chất thuỷ văn 17

3.2.3 Đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý của các lớp đất 17

3.2.4 Vật liệu xây và vị trí đổ đất thải khi thi công xây dựng công trình 23

Chương 4: DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 26

4.1 Phân tích khả năng phát sinh các vấn đề địa chất công trình 26

4.1.1 Vấn đề ổn định của nền đất 28

4.1.1.1 Phân tích lựa chọn mắt cắt tính toán 29

4.1.1.2 Kiểm tra ổn định lún trồi 29

4.1.1.3 Kiểm tra ổn định trượt cục bộ: 32

4.1.2 Vấn đề biến dạng lún của nền đất 33

4.1.2.2 Lựa chọn mắt cắt tính toán 34

4 1.2.2.1 Lún tức thời 34

4 1.2.2.2 Lún cố kết 35

3 Tính độ lún theo thời gian 38

1.1.1: Giải pháp gia cố nền bằng bệ phản áp 40

1.1.2: Giải phỏp gia cố nền bằng đệm cỏt, đệm đất 40

1.1.3: Giải phỏp gia cố nền bằng bấc thấm 41

1.1.4Giải phỏp gia cố bàng cọc cỏt 41

1.1.5Kết luận 41

1.2Giới thiệu phương phỏp cọc cỏt 41

1.2.1 Khỏi quỏt về phương phỏp 41

1.2.2 Ưu điểm của phương phỏp 42

1.2.3 Một số kiểu mặt cắt cú thể gia cố bằng cọc cỏt 44

1.2.4 Trỡnh tự tớnh toỏn và thiết kế cọc cỏt 45

Chơng 2 51

Thiết kế xử lý nền đất yếu đoạn tuyến từ Km294+00-Km295+00 bằng cọc cát 51

2.1 Thiết kế xử lý nền đất bằng cọc cỏt tại km 294+00 –km 295+00 51

2.1.1 Tớnh toỏn diện tớch nền cần xử lý 51

S = 1000 28,716 = 28716 m 2 2.1.2 Xỏc định chiều sõu nộn chặt ( chiều dài cọc) 51

2.1.3 Tớnh toỏn đường kớnh và khoảng cỏch giữa cỏc cọc 51

2.1.4 Tớnh toỏn số lượng cọc 52

Chơng 3 55

Công tác kiểm tra chất lợng nền đất sau gia cố bằng phơng pháp cọc cát 55

3.1 Xỏc định sức chịu tải của nền đất sau khi gia cố 55

3.2 Kiểm nghiệm độ lỳn của nền đất sau khi nộn chặt bằng cọc cỏt 55

3.3 Kiểm tra chất lượng của nền đất sau khi gia cố 57

3.3.2 Thớ nghiệm xuyờn tĩnh 59

3.3.3 Khoan lấy mẫu xỏc định tớnh chất cơ lý của nền đất và của cọc gia cố 60

3.3.4 Thớ nghiệm cắt cỏnh 61

Chơng 4 62

Tổ chức thi công và dự trù kinh phí 62

4.1 Cụng tỏc trắc địa 62

4.2 Tổ chức thi công 62

4.2.1 Công tác chuẩn bị vật liệu 62

4.2.2 Quy trình công nghệ thi công 63

4.2.2.1 Thi công lớp đệm cát thoát nớc ngang 63

4.2.2.2 Thi công cọc cát 63

4.3 Khối lợng 65

Kết luận 67

MỞ ĐẦU

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

cơ sở hạ tầng là một vấn đề hết sức quan trọng Trong đó, mở các conđường mới, xây dựng các khu đô thị mới phục vụ các nhu cầu đi lại, nhà ở

… là những vấn đề rất cần thiết và đây cũng là một trong những mục tiêuphát triển kinh tế, văn hóa, xã hội của đất nước trong tương lai

Thanh Hoá là một thành phố trẻ, đang phát triển mạnh về dân số cũngnhư về kinh tế, do đó việc phát triển giao thông là một vấn đề hết sức cấpthiết Để đáp ứng nhu cầu đó, thành phố Thanh Hoá đã tiến hành đầu tưxây dựng nâng cấp và mở rộng tuyến đường quốc lộ 1A đoạn Dốc Xâythành phố Thanh Hoá Công tác khảo sát ĐCCT khu dự án này do Công

ty Tư vấn Thiết kế xây dựng Giao Thông Thanh Hoá thực hiện

Được sự đồng ý của Công ty Tư vấn Thiết kế xây dựng Giao ThôngThanh Hoá, Bộ môn ĐCCT và thầy giáo hướng dẫn ThS Nguyễn VănPhóng, tôi được phân công về thực tập và thu thập tài liệu tại công trình

trên để viết đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Đánh giá điều kiện địa chất

công trình phân đoạn Km 294-:- Km 295 đoan Dốc Xây Thành Phố Thanh Hoá thuộc dự án mở rộng quốc lộ 1A Bước thiết kế bản vẽ thi công, thiết kế sử lý nền đất yếu cho đoạn tuyến trên bằng phương pháp cọc cát”.

Sau hơn 2 tháng làm việc nghiêm túc cùng sự hướng dẫn nhiệt tìnhcủa Ths Nguyễn Văn Phóng, các thầy cô giáo trong Bộ môn Địa chất côngtrình, tôi đã hoàn thành đồ án đúng thời gian quy định Nộidung đồ án baogồm:

Mở đầu

Phần I : Phần chung và chuyên môn

Chương 1: Đặc điểm địa lý tự nhiên, dân cư, kinh tế, giao thôngThành phố Thanh Hoá

Chương 2: Đặc điểm Địa Chất và đặc điểm Địa Chất Thuỷ Văn Chương 3: Đánh giá điều kiện địa chất công trình phân đoạn km 294-km295 đoạn dốc xây Thành phố Thanh Hoá thuộc dự án mở rộng Quốc lộ1A

Chương 4: Dự báo các vấn đề địa chất công trình

Phần II: Thiết kế kỹ thuật

Chương 1: Cọc cát và vai trò của cọc cát trong việc xử lý nền đất yếuChương 2: Thiết kế xử lý nền đất yếu đoạn tuyến từ Km 294-:- Km

Qua đây cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn tới sự chỉ bảo của cácThầy Cô giáo trong Bộ môn Địa chất công trình , đặc biệt là thầy giáohướng dẫn Ths Nguyễn Văn Phóng đã giúp tôi hoàn thành đồ án này

Hà Nội, ngày 22 tháng 06 năm 2011

Sinh viên Vũ Viết Mạnh

PHẦN I: PHẦN CHUNG VÀ CHUYấN MễN

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA Lí TỰ NHIấN, DÂN CƯ, KINH TẾ

VÀ GIAO THễNG THANH HOÁ

1.1Vị trớ địa lý

Quốc lộ 1A là tuyến đuờng huyết mạch giao thụng, là xương sống hệ thống giao thụng của đất nước ta Điểm đầu tuyến (Km 0 + 0/0)là cửa khẩu Hữu Nghị Quan, điểm cuối tại Km 2301 + 340 thuộc thị trấn Năm Căn, huyện Ngọc Hiển, tỉnh Cà mau

Đoạn Dốc Xõy ữ Thành phố Thanh Hoỏ, tỉnh Thanh Hoỏ dài khoảng 36.4 Km dạt tiờu chuẩn đường cấp III đồng bằng Hiện trạng tuyến đường chất lượng cũn tương đối tốt, nhưng để đỏp ứng được tốc độ phỏt triển cụngnghiệp hoỏ, hiện đại hoỏ đất nước hiện nay, giảm thiểu tỡnh trạng ựn tắc giao thụng đang thương xuyờn xảy ra trờn tuyến đường Quốc lộ 1A thỡ việcnõng cấp, mở rộng Quốc lộ 1A là hết sức cần thiết

1.2Đặc điểm địa hỡnh

Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng đồng bằng sông Mã đợc hình thành

do sự bồi đắp của sông Mã, địa hình tơng đối bằng phẳng đặc trng cho dạng

đồng bằng tích tụ Riêng đối với khu vực Hàm Rồng là khu vực có địa hìnhchia cắt bao gồm đồi núi xen kẽ các thung lũng và các khu ruộng thấptrũng Địa hình dốc theo hớng dốc của các sờn đồi Đối với khu vực đồngbằng (bao gồm các khu ruộng trũng thấp và các khu dân c thì nền địa hìnhtơng đối bằng phẳng và cũng có xu hớng nghiêng dần theo chiều từ Tâysang Đông với góc nghiêng vào khoảng 10

* Các dạng địa hình trong khu vực.

Trong toàn khu vực nghiên cứu đợc phân ra các dạng địa hình nh sau:

- Địa hình đồi, núi thấp: Khu vực đồi, núi thấp chủ yếu là quần thể núi

Hàm Rồng kéo dài theo hớng BTB - NĐN với diện tích khoảng 0,14236

km2 Cao độ cao nhất là 125m (đỉnh núi Quyết Thắng) Đất đai khu vực nàygồm có 3 dạng chính:

+ Dạng đỉnh núi Rồng, núi Quyết Thắng: Phần lớn diện tích và đỉnh núi

này có đất đỏ vàng trên nền đất Sét và nền đá vôi Có một ít diện tích đấtvàng đỏ trên đất macma axit Độ cao tuyệt đối là 110m, độ dốc trung bìnhkhoảng 40 - 450

+ Dạng sờn núi, đỉnh một số đồi thấp là đất vàng nhạt trên đá cát vàmột ít diện tích vàng nâu do phong hóa Đồi C4 có độ cao tuyệt đối 52m, độdốc trung bình khoảng 250 - 350

+ Dạng chân núi, thung lũng hẹp: gồm phiến thạch sét, sa thạch và đávôi Điển hình là chân núi Hàm Rồng có độ cao trung bình khoảng 30 -50m, độ dốc nhỏ (khoảng 10 - 150).

Do cấu tạo lớp đất mặt ít ngậm nớc lại không có thảm thực vật che phủnên hiện tợng úng thủy chỉ xảy ra ở diện tích đất bồi tụ chân núi, đồi trongkhoảng thời gian ngắn (3 - 5 ngày)

- Dạng địa hình Karst: Tạo thành các núi đá vôi dốc đứng, có nơi phát

triển hang động Karst (Động Tiên Sơn) Một số chân núi đang khai thác

- Địa hình đồng bằng: Khu vực đồng bằng chiếm phần lớn (95%) diện

tích vùng nghiên cứu, nó có diện tích vào khoảng 28,7548 km2 phân bố baoquanh quần thể núi Hàm Rồng và dọc theo hai bờ sông Mã Đây là kiểu địahình đồng bằng tích tụ nên khá bằng phẳng, độ dốc nhỏ (với góc dốc trungbình khoảng 10) Nhìn chung địa hình có xu hớng thấp dần từ Bắc xuốngNam và từ Đông sang Tây, càng về phía Đông Nam địa hình càng bằngphẳng Cốt cao tuyệt đối trung bình 3,5m, cao nhất 5,5m và nhỏ nhất 1,7m

ở các vùng đồng ruộng, cao độ thờng vào khoảng 1,6  2,0m

Đoạn tuyến đi qua khu vực đồng bằng, địa hình hai bên tuyến bằng

phẳng tuyến đi qua các khu vực hai bên là các khu dân c, ruộng cấy lúa.Bên phải tuyến có đờng sắt Bắc – Nam chạy song song với tuyến

Phạm vi nghiên cứu từ phân đoạn từ km294+0.0 -:- km295+0.0, nằmtrên địa bàn thị xã Bỉm Sơn và huyện Hà Trung, tỉnh Thanh Hoá

Địa hình hai bên tuyến bằng phẳng Cao độ trung bình từ 2 -:- 3m

1.3Đặc điểm khớ hậu

Khí hậu của khu vực thị xã Bỉm Sơn và huyện Hà Trung, tỉnh Thanh Hoánói riêng nằm trong vùng của khu vực khí hậu Bắc Trung Bộ nói chung vềcơ bản vẫn giữ đợc những đặc điểm chính của khí hậu miền Bắc Song liênquan tới vị trí cực Nam của vùng này trong miền khí hậu phía Bắc và với

đặc điểm riêng của địa hình khu vực, mà khí hậu ở đây thể hiện những nétriêng có tính chất chuyển tiếp giữa kiểu khí hậu miền phía Bắc và miền

Đông Trờng Sơn

- Mùa Đông ở đây đã bớt lạnh hơn so với Bắc Bộ Trung bình nhiệt độ

ở Bắc Trung Bộ cao hơn Bắc Bộ trên dới 10C (chẳng

hạn nhiệt độ trung bình tháng 1 ở Thanh Hoá là 17.30C, so với ở Hà Nội là16.60C) Tuy nhiên cũng không loại trừ khả năng nhiệt độ xuống rất thấp(xấp xỉ 50C) trong những đợt gió mùa Đông Bắc hoạt động mạnh

- Mùa Đông, ở Bắc Trung Bộ đồng thời cũng rất ẩm ớt, liên quan tới

sự tăng hàm lợng ẩm trong luồng gió mùa Đông Bắc thổi qua biển tới và vớitình trạng front cực đới bị chặn lại ở sờn đông dãy Sông Mã và Trờng Sơn

mà suốt mùa Đông ở vùng này đã duy trì một chế độ ẩm ớt thờng xuyên,khác hẳn với các vùng phía Bắc có một thời kỳ tơng đối khô vào đầu mùa

Đông Độ ẩm trung bình trong suốt các tháng mùa Đông đều ở mức trên82%.

- Đặc điểm quan trọng nhất của vùng Bắc Trung Bộ là sự xuất hiệnmột thời kỳ gió Tây khô nóng vào đầu mùa hạ, liên quan tới hiệu ứng frontcủa Trờng Sơn đối với luồng gió mùa Tây Nam Sự phát triển mạnh mẽ củathời tiết gió Tây đã làm sai lệch đáng kể diễn biến mùa ma ẩm ở Bắc Trung

Bộ so với tình hình chung của miền Các tháng đầu mùa hạ lại là một thời

kỳ khô và mức độ khô ngày càng trầm trọng trong quá trình phát triển củagió mùa mùa hạ Tháng 7 trở thành tháng nóng nhất và có độ ẩm thấp nhấttrong năm Tháng 6 và tháng 7 với lợng ma thờng ít hơn 100mm/tháng tạo

ra một cực tiểu phụ trong biến trình ma năm Lợng ma chỉ bắt đầu tăng dần

từ tháng 8, nhanh chóng đạt đến cực đại vào tháng 9, rồi giảm chút ít quatháng 10 và mùa ma còn kéo dài đến hết tháng 11

Tóm tắt các đặc trng khí hậu chính của vùng khí hậu Bắc Trung Bộ:

a - Nhiệt độ:

Nhiệt độ trung bình năm vào khoảng 23 -:- 24.00C ở đồng bằng vàgiảm dần trên các rẻo cao, xuống khoảng 200C ở biên giới Việt – Lào.Tháng 1 là tháng lạnh nhất có nhiệt độ trung bình vào khoảng thấp 17 -:-18.00C, nhiệt độ tối thấp có thể xuống dới 2 -:- 30C

Mùa hạ nhiệt độ trung bình ở đồng bằng vợt quá 270C và tối caotrung bình vợt quá 330C Tháng nóng nhất là tháng 7 có nhiệt độ trung bìnhvào khoảng 29 -:- 29.50C, tối cao trung bình vào khoảng 33 -:- 36.50C Biên

độ giao động nhiệt độ ngày đêm trung bình vào khoảng 6 -:- 8.00C, trongnhững tháng đầu và giữa mùa hạ nhiệt độ giao động nhanh nhất, biên độngày trung bình đạt tới 8 -:- 10.00C Thời kỳ nhiệt độ giao động ít nhất lànhững tháng giữa mùa đông, biên độ chỉ giao động khoảng 5 -:- 6.00C

b - Ma:

Lợng ma phân bố rất không đều trên lãnh thổ vùng, khu vực ThanhHoá và vùng núi Tây Bắc Nghệ An tơng đối ma nhiều Lợng ma năm vào cỡkhoảng 1600mm - 2000mm, càng đi lên thợng nguồn Sông Mã, Sông Cảvào sâu trong các thung lũng phía Tây lợng ma càng giảm xuống còn1200mm

Mùa ma bắt đầu từ tháng 5, kết thúc vào tháng 10 Đáng chú ý làtrong mấy tháng đầu mùa ma, lợng ma không tăng, thậm chí còn giảm ítnhiều ở phần phía Nam tạo ra một cực tiểu phụ vào tháng 6 Lợng manhững tháng này chỉ sàn sàn 100 – 150mm/tháng Ba tháng ma nhiều nhất

là tháng 8, 9,10 trong đó tháng 9 là cực đại Lợng ma trung bình tháng 9 ởphần lớn các nơi đạt tới 400 - 500mm

Mùa ít ma kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4, mùa ít ma nhng lợng macũng tơng đối lớn và số ngày ma cũng không thua kém mùa ma Tháng cólợng ma cực tiểu thờng là tháng 1, lợng ma trung bình đạt 80mm Trong

mùa ít ma cũng quan sát đợc sự tăng tơng đối của lợng ma, hai tháng 5 và 6

đầu mùa hạ lợng ma đạt tới xấp xỉ 100mm/tháng

c - Độ ẩm:

Độ ẩm trung bình năm 86.8%, thời kỳ ẩm nhất giống nh ở Bắc Bộ làcác tháng cuối mùa Đông, mà tháng 3 là tháng cực đại với độ ẩm trung bình

88 – 90% Song thời kỳ khô nhất không phải là đầu mùa Đông nh ở Bắc

Bộ, mà là giữa mùa hạ, thời gian thịnh hành thời tiết gió Tây Tháng cựctiểu của độ ẩm là tháng 7, có độ ẩm trung bình dới 80%, có nơi xuống 75%,chênh lệch so với tháng cực đại là 10 – 15% Trong tháng 7 độ ẩm tối thấptrung bình vào khoảng 70%, ở các thung lũng xuống còn 60%

d - Gió:

- Hớng gió thịnh hành nh ở đồng bằng Bắc Bộ, với mùa Đông là hớngBắc và Đông Bắc, mùa hạ là hớng Nam và Đông Nam, tần suất tổng cộngcủa hai tháng là 50 – 60% Trong các thung lũng sâu ở phía Tây hớng gióthịnh hành lệch khỏi hớng chung của khu vực, mà thờng có hớng trùng vớihớng của thung lũng

- Tốc độ gió trung bình vào khoảng 1.2 - 2.0m/s, tốc độ gió mạnh nhất

đều gặp trong bão, đạt tới 40 – 45m/s ở vùng ven biển (Kỳ Anh 48m/s).Trong các thung lũng có tốc độ gió giảm đi rõ rệt chỉ còn khoảng 20m/s, vềmùa Đông khi mà gió mùa Đông Bắc tràn về cũng có thể gây ra gió mạnhtới 15 – 20m/s

e - Các hiện tợng thời tiết khác:

- Bão: Mùa bão ở đây thờng lùi lại muộn hơn so với Bắc Bộ Theo kếtquả thống kê trong thời kỳ 55 năm (1911 – 1965), có tới 41 cơn bão đổ bộvào vùng bờ biển Bắc Trung Bộ, nhiều nhất là trong tháng 9 (16 cơn), rồi

đến các tháng 8, 7, 10 Gió bão ven biển có thể đạt tới 40m/s, nhng giảm rấtnhanh khi bão đi về vùng núi phía Tây Ma bão cũng rất lớn, có thể cho l-ợng ma ngày vợt quá 200 - 300mm đóng góp đáng kể trong lợng ma mùaHạ

- Gió Tây khô nóng: ở Thanh Hoá gió Tây khô nóng ít gặp hơn các nơikhác trong vùng Tổng cộng toàn mùa nóng, ở đồng bằng chỉ quan sát đợc

12 - 15 ngày, nhng trong các thung lũng phía Tây số ngày khô nắng cũngtăng lên 20 - 25 ngày, trong đó 5 - 7 ngày khô nóng cấp II

1.4Dõn cư, kinh tế,xó hội và giao thụng

1.4.1 Đặc điểm dõn cư, kinh tế, xó hội

Qua công tác khảo sát, điều tra kinh tế xã hội môi trờng chúng tôi đãthu thập đợc các số liệu sau:

* Xã Quang Trung, thị xã Bỉm Sơn:

- Diện tích đất nuôi trồng thủy sản:33.46 ha

- Tổng dân số: 5096 ngời

- Tổng thu nhập bình quân: 8 900 000 VNĐ/ngời/năm

Dân c ở tập trung thành các làng, thôn, thành phần các dân tộc trongxã có: 99.98% là dân tộc Kinh, 0.2% là dân tộc Mờng Nhân dân sống chủyếu dựa vào nông nghiệp, hoạt động của các nghành kinh tế chủ yếu của xãQuang Trung:

+ Nông nghiệp chiếm 75%

+ Công nghiệp xây dựng chiếm 10%

+ Dịch vụ thơng mại chiếm 15%

- Diện tích đất nông nghiệp: 310.24 ha

- Diện tích nuôi trồng thủy sản: 28.83 ha

* Thị trấn Hà Trung:

- Diện tích nuôi trồng thủy sản: 15.68 ha

1.4.2 Giao thụng vận tải

Giao thông đờng bộ: Quốc lộ 1A là quốc lộ xuyên suốt các tỉnhthành của nớc ta, đoan Dốc Xây Thanh Hoá là đoạn thông thơng vô cùngquan trọng đi qua các vành đai Thành phố Thanh Hoá

Giao thông đờng sắt: Tuyến đờng sắt Hà Nội – Thành phố Hồ ChíMinh, chạy song song với Quốc lộ 1A, đáp ứng phần lớn nhu cầu đi lại củanhân dân

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN

THÀNH PHỐ THANH HOÁ

2.1 Đặc điểm địa chất.

Trong quá trình khảo sát trên địa bàn nghiên cứu và tham khảo một sốtài liệu địa chất trớc đây, tôi nhận thấy trong vùng tồn tại các đơn nguyên

địa chất khác nhau về tính chất cơ lý cũng nh thành phần thạch học Cụ thể

đó là các trầm tích lục nguyên cacbonat và phun trào có tuổi không liên tục

từ Neoproterozoi đến Kainozoi với tổng bề dày gần 2431m Các phân vị địatầng trớc Kainozoi lộ ra trên bề mặt không đầy đủ do bị các đứt gãy cắt xén

và bị các thành tạo trầm tích bở rời đệ tứ phủ lên trên Việc phân chia cácphân vị địa tầng đợc chia theo thứ tự từ già đến trẻ và tuân theo quy phạm

địa tầng mới đợc Cục Địa chất ban hành năm 1995

* Giới Paleozoi - hệ Cambri thống thợng

rõ ràng, nhng trên đới sông Mã đã quan sát thấy các trầm tích hệ tầng HàmRồng nằm chỉnh hợp liên tục trên hệ tầng sông Mã

*Hệ Ordovic thống hạ trung

Hệ tầng Đông Sơn

Hệ tầng này chỉ lộ ra ở làng Đông Sơn, Hàm Rồng gồm có các tập sau:Tập 1: Đá phiến sericit màu xám xanh, chuyển lên là cát kết hạt vừa

đến thô xen bột kết ít khoáng ở phần này chứa hoá thạch Asphopris sp dày 160 m

Tập 2: Cát kết ít khoáng, cát kết dạng quaczit màu xám trắng, hạttrung bình, phân lớp trung bình đến dày Trong cát kết chứa vôi phong hoágặp các hoá thạch Asaphopsis Ta bobi Mán chiều dày 200 m

*Hệ tầng Nậm Pìa (D1 np)

Các trầm tích của hệ tầng này lộ ra trên diện tích hẹp và có thể quansát thấy dọc đờng từ cầu Hàm Rồng đi Đông Sơn, thuộc núi Quyết Thắng.Thành phần thạch học chủ yếu bao gồm: đá phiến, cát kết, bột kết

Tập 1: mạch mỏng đá phiến sét vôi-silic hạt nhỏ màu xám nhạt khiphong hoá có màu vàng, nhiều lỗ hổng, phần trên xen kẹp các lớp đá vôi

mỏng màu đen chứa hoá thạch Sêhllwielella Chiều dày của tập khoảng 40 50m.

-Tập 2: Đá phiến màu đen, hạt mịn phân phiến mạnh, có dấu vết hoáthạch cổ và dấu vết sinh vật khác, mức độ bảo tồn kém, chiều dày tập 45 -60m

Tập 3: Đá phiến xen kẹp bột kết màu đen, phân lớp mỏng kẹp cát kết,cát kết dạng quaczit màu xám trắng phân lớp mỏng

*Hệ Devon thống trung

Hệ tầng Bản Páp

Hệ tầng này lộ ra không liên tục ở phía Bắc núi Quyết Thắng, thànhphần thạch học chủ yếu bao gồm đá vôi xen kẹp ít silic Hệ tầng bao gồm 2tập

Tập 1: Đá vôi màu xám đen chứa bột cát xen kẹp các lớp mỏng sét vôichứa nhiều hoá thạch

Tập 2: Đá vôi màu xám đen phân lớp trung bình đến dày, thành phầnkhoáng vật chủ yếu là calcit (95%) còn lại là vảy mica, thạch anh Chiềudày tập 110 - 130 m

*Hệ Devon thống thợng

Hệ tầng Bản Cải

Lộ ra ở phía Đông Bắc núi Quyết Thắng, bao gồm 2 tập kết hợp thànhmột nếp lõm kéo dài theo hớng Tây Bắc - Đông Nam

Tập 1: Thành phần chủ yếu bao gồm đá phiến sét màu đen, xám đen

và một ít đá phiến silic, bột kết phân lớp mạnh Chiều dày tập 40 - 70m.Tập 2: Đá phiến silic màu đen, xen kẹp đá phiến silic màu xám trắng

và đá phiến sét có chứa hoá thạch Chiều dày tập 150m

*Hệ Pecmi thống thợng

Hệ tầng Cẩm Thuỷ:

Bắt gặp ở núi Quyết Thắng và một phần ở xung quanh nhng bị cáctrầm tích Đệ tứ phủ lên trên Thành phần thạch học bao gồm các thành tạo áphun trào diabas có kiến trúc hạt mịn đến nhỏ màu xám xanh, xám lục Chaxác định rõ chiều dầy

*Thống Pleistocen, phụ thống trung-thợng

Hệ tầng Hà Nội (QII-III1 hn)

Hệ tầng Hà Nội phân bố ở hầu hết diện tích vùng nghiên cứu, tuy nhiênchúng không lộ ra trên mặt mà chỉ bắt gặp tại một số hố khoan sâu trong vùng.Thành phần khoáng vật bao gồm: cuội, sạn sỏi và cát hạt trung đến thô vớichiều dày thay đổi khá lớn Chiều dày thay đổi từ 10 - 50m, phân bố ở độ sâu

20 - 50m Hệ tầng đợc chia làm 2 tập

Tập 1: Phân bố ở độ sâu từ 78 - 52m, thành phần bao gồm cuội, sạnlẫn ít cát màu xám, xám vàng độ mài tròn khá tốt Chiều day tập 25 - 30m

Tập 2: Phân bố ở độ sâu 52 - 45m bao gồm cát màu xám, xám tro lẫn

ít bột cát, vảy mica có độ chọn lọc và mài mòn trung bình Chiều dày tập 5

- Trầm tích sông (aQ IV 3 ) : Chiếm diện tích phân bố bé phân bố chủ

yếu dọc Sông Mã, Sông Lô và các nhánh của chúng, hiện nay vẫn đang đợcbồi đắp thêm vào các mùa nớc lớn Thành phần gồm bột sét lẫn cát Chiềudày thay đổi từ 2 - 10m

- Trầm tích sông - biển - đầm lầy : Phân bố ở các trũng ven sông ven

biển vùng Hoằng Hoá, Quảng Xơng, đây là khu vực địa hình trũng thấp,nhiều nơi chịu ảnh hởng của triều Thành phần chủ yếu là bột sét lẫn cát.Chiều dày 2m

Trầm tích hỗn hợp sông - biển (amQ IV 3 tb 2 ) : Phân bố dạng dải có địa

hình thấp giữa các dải công cát ven biển Hoằng Hoá và Sầm Sơn Thànhphần chủ yếu là bột có lẫn sét Chiều dày thay đổi từ 1 - 5m

- Trầm tích biển - gió (mvQ IV 3 tb 1 ) : Trầm tích biển - gió phân bố dọc

theo bờ biển, đó là các cồn cát chạy gần song song với bờ biển hiện đại

Địa hình cao so với các dạng địa hình tích tụ ven biển khoảng 1- 2m.Chiều ngang 200 - 1000m kéo dài dọc theo bờ biển, chúng không gián

đoạn bởi các sông đổ ra biển Độ cao dải cồn cát 4- 5m Cát có dộ chọnlọc và mài mòn khá tốt

- Trầm tích biển (mQ IV 3 tb 2 ) : Phân bố phía trong các cồn cát, độ cao

(2-3m) có nơi 3 - 4m Thành phần hạt cát chiếm chủ yếu Tầng chứa nớc

qh2 chiếm diện tích lớn nhất trên 50% phân bố chủ yếu ở phía Đông vùng

đô thị Thanh Hoá Chiều dày 2-25m

Mực nớc nằm cách mặt đất từ 1 - 2,5 m Độ cao tuyệt đối mực nớcvào mùa ma lớn nhất từ 1,90 - 3,0m và nhỏ nhất vào mùa khô từ 0,8 - 1m

- Đặc điểm động thái của nớc trong tầng:

Kết quả quan trắc một số năm cho thấy động thái nớc ngầm qh2 chịu

ảnh hởng nhiều của yếu tố khí tợng, dao động theo mùa rất rõ rệt, mực nớcdâng cao nhất vào các tháng 8, 9, 10 và thấp nhất vào các tháng 2 đến tháng

5 Do tầng chứa nớc ngầm nằm kế cận với nớc biển nên nớc dới đất chịu ảnhhởng rất rõ nét của thuỷ chiều

2.2.2 Tầng chứa nớc Halocen (qh 1 ).

Tầng chứa nớc qh1 phân bố ở đồng bằng Thanh Hoá, thuộc các huyệnQuảng Xơng, Thành phố Thanh Hoá, Đông Sơn và một ít ở Hoằng Hoá Độcao của địa hình từ 2 - 4m, về phía Đông trầm tích này bị các trầm tíchHolocen trên phủ lên.

Trầm tích gồm nhiều nguồn gốc nhìn chung khả năng chứa nớc yếu, thànhphần hạt nhỏ, mịn chiếm chỉ yếu, dới đây là một số thành tạo có khả năngchứa nớc

- Trầm tích sông biển (amQ IV 1- 2 th): Phân bố rộng rãi ở các huyện Quảng

Xơng, khu vực thành phố Thanh Hoá, Đông Sơn và phía Tây Hoằng Hoá.Thành phần gồm sét lẫn cát mầu xám

- Trầm tích biển phân bố rộng rãi ở vùng đô thị Thanh Hoá, có địa hình khábằng phẳng và cao từ 3 - 4 m, thành phần thạch học là sét bột mầu xám.Tầng chứa nớc có chiều dày từ 5 - 22m

Nớc dới đất trong tầng qh1 có áp lực yếu, mực nớc tĩnh cách mặt đất từ0,5 - 3,05m, thờng gặp từ 0,5 - 2m Về mùa ma mực nớc dâng cao hơnchút ít song không tới mặt đất

2.2.3 Tầng chứa nớc trong các trầm tích Pleistocen (qp)

Tầng chứa nớc chiếm hầu hết diện tích vùng đô thị Thanh Hoá (355km2),trừ một số nơi lộ ra của đá gốc

Tầng chứa nớc bao gồm 3 thể địa chất: QIIIvp1 QII-IIIhn và QIhh Thực ra

mức độ giàu nớc của các thể địa chất này không đồng nhất, trong đó tầng

Hà Nội (QII-IIIhn) chứa nớc giàu nhất và đợc nghiên cứu kỹ hơn cả Các tầng

Vĩnh Phúc và Hoằng Hoá đợc nghiên cứu ít hơn, với thành phần độ hạt, độchọn lọc vật chất có thể dễ nhận thấy các tầng này nghèo nớc hơn so vớitầng Hà Nội Tuy nhiên, chúng kề liền nhau, một số nơi có lớp ngăn cáchmỏng, nhng có quan hệ thuỷ lực khá chặt chẽ và thành phần hoá học nớcgần tơng đồng Với lý do trên, cùng với mức độ nghiên cứu của các tầng, bathể địa chất chứa nớc này đợc gọi là tầng chứa nớc Pleistocen (qp)

Phần chứa nớc của tầng Vĩnh Phúc kề phía trên tầng Hà Nội có nguồn gốctrầm tích sông (aQIII2vp).

Các trầm tích hệ tầng Hà Nội chiếm khối lợng chủ yếu của tầng chứa nớcPleistocen, trong phạm vi vùng đô thị Thanh Hoá trầm tích này không lộtrên mặt mà gặp ở hầu hết các lỗ khoan sâu trong vùng

Chương 3: ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CễNG TRèNH PHÂN ĐOẠN KM 294 – KM 295 ĐOẠN DỐC XÂY THÀNH PHỐ THANH HOÁ THUỘC DỰ ÁN MỞ RỘNG QUỐC LỘ 1A

3.1 Cơ sở tài liệu đỏnh giỏ điều kiện địa chất cụng trỡnh đoạn tuyến

Điều kiện địa chất cụng trỡnh là tổng hợp cỏc yếu tố địa chất tự nhiờn ảnh hưởng đến cụng tỏc thiết kế, xõy dựng và sử dụng cụng trỡnh Phõn đoạn tuyến từ km 294+00 đến km 295+00 đoạn dốc xõy thuộc dụ

ỏn mở rộng quốc lộ 1A

Để cú số liệu địa chất cụng trỡnh phục vụ cho lập bản vẽ thi cụng và thiết

kế thi cụng tuyến đường nền đất yếu đoạn tuyến cụng ty CP Tư vấn thiết kế

& Đầu tư Xõy đựng Nhà việt và Cụng ty CP Tư vấn Thiết kế Cầu Lớn Hầm

đó tiến hành khảo sỏt địa chất cụng trỡnh đoạn tuyến trờn

Khối lượng cụng tỏc khảo sỏt địa chất cụng trỡnh trờn đoạn tuyến đó cho

số liệu như sau : đó thực hiện được với khối lượng khoan trờn chiều dài 1km cú tất cả 11hố khoan, mỗi hố khoan cú chiều sõu 10m và tổng chiều dài khoan được là 110m Số mẫu thu thập được cú 40 mẫu nguyờn trạng, và

2 mẫu thớ nghiệm chỉ tiờu đặc biệt 2 mẫu đặc biệt dựng để thớ nghiệm cỏc chỉ tiờu: nộn sơ đồ UU, nộn sơ đồ CU, nộn cố kết Cv Cụng tỏc thớ nghiệm ngoài trời cắt cỏnh tại 2 điểm ở hố khoan NĐ2, NĐ5

Trờn cơ sở tài liệu đó cú, tụi đỏnh giỏ khỏi quỏt điều kiện địa chất cụng trỡnh đoạn tuyến như sau:

3.2 Đỏnh giỏ điều kiện địa chất cụng trỡnh đoạn tuyến trờn.

3.2.1 Đặc điểm địa hỡnh địa mạo

Đặc điểm phân vùng địa mạo: Diện tích vùng nghiên cứu về phía

Đông Bắc của thành phố Thanh Hoá và nằm về phía Đông của đồng bằngsông Mã Chúng có lịch sử hình thành và phát triển gắn liền với đồng bằngchâu thổ sông Mã

Quốc lộ 1A là đường giao thụng huyết mạch của Quốc gia núi chungcũng như khu vực Thanh Hoỏ núi riờng Phõn đoạn Km294-:- km295 thuộcđịa phận thi xó Bỉm Sơn và cỏc xó trong huyện Hà Trung Đoạn tuyến mởrộng về phớa bờn trỏi quốc lộ 1A cũ, vị trớ đoạn tuyến đi qua chủ yếu là dõn

cư ở, ruộng ao cấy lỳa địa hỡnh tương đối bằng phẳng, mức độ phõn cắt

nhỏ Bên phải đoạn tuyến khảo sát là tuyến đường sắt Bắc – Nam chạysong song.

Nhìn chung điều kiện địa hình, địa mạo khu vực đoạn tuyến đi qua

là tương đối thuận lợi cho quá trình khảo sát thiết kế và thi công xây dựngcông trình Tuy nhiên trên tuyến quốc lộ 1A mật độ xe cộ tham gia giaothông nhiều nên trong quá trình khảo sát thiết kế cũng như thi công cần cóbiện pháp cảnh báo,phòng hộ an toàn

3.2.2 Đặc điểm địa chất thuỷ văn

Thuỷ văn: Thuỷ văn của công trình phụ thuộc vào nước trên mặt, nguồn cung cấp chính là nước mưa và nước thái sinh hoạt và chịu ảnh hưởng của nước thuỷ chiều dâng

Khu vực đoạn tuyến khảo sát đi qua chịu ảnh hưởng lớn do nước trên mặt, nước ở sông suối, đầm lầy

Địa chất thuỷ văn: Qua kết quả thu thập được ở các lỗ khoan nền đường thì ở đây chưa gặp tầng chứa nước nào

3.2.3 Đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý của các lớp đất.

Căn cứ vào các kết quả khoan thăm dò, thí nghiệm hiện trường và trong phòng, cấu trúc địa chất đoạn tuyến nghiên cứu được chia thành 4 lớp đất, thứ tự từ trên xuống như sau:

Lớp Đ: Lớp đất lấp: Sét pha lẫn dăm sạn, gạch đá, kết cấu xốp

Lớp 1: Lớp bùn sét pha màu nâu xám, nâu đen

Lớp 2: Lớp sét pha màu nâu vàng, nâu xám, trang thái dẻo mềm Lớp 3: Lớp sét pha lẫn sạn màu nâu vàng, nâu đỏ trạng thái dẻo cứng Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất được tính dựa vào kết quả thí nghiệm hiện trường và trong phòng Trong quá trình xủ lý kết quả thí nghiệm, các chỉ tiêu sức chịu tải quy ước (R0) và môđun tổng biến dạng (E0) được tính theo tiêu chuẩn TCXD 45- 78 cụ thể như sau:

 Sức chịu tải qui ước :

R o = m.[(A.b + B.h). + C.D] (3-1)

Trong đó :

Ro -Sức chịu tải qui ước (kG/cm2)

A,B,D: các hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào góc masát trong của đất (tra bảng)

m: hệ số phụ thuộc vào điều kiện làm việc của đất nền, lấym=1

w: khối lượng thể tích tự nhiên của đất (kG/cm3)

C: lực dính kết của đất (kG/cm2)

h: chiều sâu chôn móng, qui ước lấy h = 1m = 100cm

b: chiều rộng đáy móng, qui ước lấy b = 1m = 100cm

E 0 = m k

a

e

2 1 1 1

Bảng 3-3:: Bảng tra hệ số 

e1: hệ số rỗng của đất ứng với tải trọng nén P1

a1-2: hệ số nén lún của đất ứng với khoảng áp lực từ P1 đến

P2, ở đây lấy P1=1 kG/cm2, P2 = 2 kG/cm2

vào loại đất và hệ số rỗng tự nhiên Nếu đất ở trạng thái dẻo chảyđến chảy (Is>0.75) lấy mk=1, trường hợp khác xác định mk theobảng 3.4

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

Lớp Đ: Lớp đất lấp: Sét pha lẫn dăm sạn, gạch đá, kết cấu xốp

Lớp này phân bố ngay trên mặt, gặp hầu hết trên đoạn tuyến khảo sát Đây là lớp đất được nhân dân san lấp ruộng vườn, ao hồ Thành phần của lớp là sét pha lẫn dăm sạn, gạch đá vỡ kết cấu xốp Do các hố khoan nền đường không bố trí khoan vào lớp này nên chỉ điều tra mô tả Nhìn chung lớp này cần được bóc bỏ trong quá trình thi công.

Không lấy mẩu thí nghiệm trong lớp này vì lớp này nằm ngay trên mặt,

có chiều dày nhỏ, không ảnh hưởng đến xây dựng Nhìn chung lớp này cần được bóc bỏ trong quá trình thi công

Cụ thể diện phân bố, chiều dài của lớp được thể hiện trên mặt cắt dọc địa chất công trình, hình trụ lổ khoan

Lớp 1: Lớp bùn sét pha màu nâu xám, nâu đen.

Lớp này phân bố ở trên mặt và dưới lớp Đ, bắt gặp hầu hết trên đoạn tuyến khảo sát, cụ thể diện phân bố, chiều dày của lớp được thể hiện trên mặt cắt dọc địa chất công trình, hình trụ lỗ khoan

Thành phần chủ yếu của lớp là bùn sét pha màu nâu sám, nâu đen Chiều dày của lớp thay đổi từ 5.9 (NĐ8) đến 7.4 (NĐ7) Nhìn chung lớp này là lớp đất yếu, khả năng chịu lực kém

Bước thiết kế BVTC lây tổng thể 40 mẫu nguyên dạng và thí nghiệm

30 mẫu đất trong lớp này Trong đó có 02 mẫu thí nghiệm các chỉ tiêu đặc biệt

Kết quả tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp 1 như sau:

Khối lượng riêng s g/cm3 2.64

Lớp 2: Lớp sét pha màu nâu vàng, nâu xám, trang thái dẻo mềm

Lớp này có diện phân bố nằm dưới lớp 1.Cụ thể diện phân bố, chiềudày của lớp được thể hiện trên mặt cắt dọc địa chất công trình, hình trụ lổkhoan

Thành phần chủ yếu của lớp là sét pha mầu nâu vàng, nâu xám Chiềudày của lớp khoảng trên 1.5m(NĐ8).Nhìn chung lớp này chịu lực kém Bước thiết kế bản vẽ thi công chúng tôi lấy 2 mẫu nguyên dạng

và thí nghiệm 2 mẫu trong lớp này

Kết quả tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp 2 như sau

Thành phần hạt có đường kính

( mm )

Lớp 3: Lớp sét pha lẫn sạn màu nâu vàng, nâu đỏ trạng thái dẻo cứng

Lớp này phân bố chủ yếu trên toàn mặt cắt khảo sát và nằm ngay dưới lớp 1 và lớp 2 Cụ thể diện phân bố, chiều dày của lớp được thể hiện trên mặt cắt dọc ĐCCT, hinh trụ lỗ khoan

Thành phần chủ yếu của lớp là sét pha lẫn dam sạn mầu nâu vàng, nâu

đỏ Chiều dày của lớp chưa xác định cụ thể, theo yêu cầu của đề cương khảo sát nền đường, chúng tôi mới khoan vào lớp này tối đa độ sâu 12.0m Nhìn chung lớp này khả nằng chịu lực trung bình

Bước thiết kế BVTC chúng tôi lấy 19 mẫu nguyên dạng và thí nghiệm

13 mẫu

Kết quả tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp 3 như sau:

- Lấy tại đồi Trạch Lâm, xã Quang Trung, thị xã Bỉm Sơn Cự ly vậnchuyển đến km293+139.81 là 1.0 km trong đó 0.5 km đờng BTXM (là đ-ờng đi Phố Cát) và 0.5Km đờng nhựa vào đồi nhng chỉ vận chuyển bằng ph-

ơng tiện vận tải nhỏ có tải trọng 5 tấn vì đây là nội bộ của xã xây dựng ủyban nhân dân xã Quang Trung đồng ý cho lấy đất nhng chỉ đợc vận chuyểnbằng xe có tải trọng 5 tấn

- Lấy tại đồi Phú Nham xã Hà Ninh Cự ly vận chuyển từ mỏ đếnKm300.0 của tuyến là 1.1 Km (Tại Km1+0.0, đờng tỉnh 508 đang thi công,vào bên trái đờng 0.1Km)

- Lấy tại đồi Thông xã Hà Bình Cự ly vận chuyển từ mỏ đếnKm299+387.0 là 0.5 Km (Hiện tại mỏ đồi Thông tại xã Hà Bình do Công

ty CP sản xuất NVL XD Hà Trung đang quản lý và khai thác Trữ lợng lớn)

- Lấy tại mỏ thuộc khu quy hoạch đất ở Khu rừng Thông (Chợ Gáo).thuộc tiểu khu 6 TT Hà trung, đồi này do UBND xã Hà Bình quản lý và

+ Tại mỏ đá Loan Dơng, xã Hà Tân có mặt bằng cho thuê để lắp đặttrạm trộn BTN

+ Tại Công ty đá Đồng Giao có mặt bằng cho thuê để lắp đặt trạmtrộn BTN (Tại lý trình Km284+250.0 QL1A vào 0.6 km đờng đá vào bãi,bên trái QL1A)

Vị trí các mỏ vật liệu xây dựng, mặt bằng lắp đặt trạm trộn BTN và

đờng vận chuyển có sơ họa kèm theo

Bãi đổ đất thải:

* Khi thi công công trình, đất thải đổ tại các vị trí đã đợc thống nhấtvới chính quyền các địa phơng cụ thể tại các vị trí :

- Tại bãi thuộc khu quy hoạch dân c phía nam chợ Vừng tại thôn 5 xã

Hà Yên Cự ly vận chuyển từ Km295+823.86 đến bãi là 0.3km đờng đất

Trữ lợng bãi khoảng:

110 000m 3

- Bãi sau trờng THCS và trờng Tiểu học xã Hà Yên Cự ly vận chuyển

từ Km295+507.70 đến bãi là 1.50km trong đó 1.3km đờng nhựa (đờng Cừ

– Kim Tân) và 0.2 Km đờng đất Trữ lợng bãi đổ khoảng:

- Lớp 1 : Bựn sột pha Lớp này cú khả năng chịu lực kộm

- Lớp 2 : Sột pha trạng thỏi dẻo mềm Lớp này cú khả năngchịu lực kộm

- Lớp 3 : Sột pha lẫn dăm sạn, trạng thỏi dẻo cứng Lớp đấtnày cú khả năng chịu lực trung bỡnh

Kiến nghị: - Những đoạn tuyến mở rộng, phần mở rộng là ao, vườncần được búc bỏ lớp bựn hữu cơ trờn mặt trước khi thi cụng

- Do địa tầng khu vực tuyến đi qua là tương đối phức tạp, các lớp đất ởtrên đều có khả năng chịu lựckém, nhất là lớp 1 (bùn sét pha) nêncần có biện pháp sử lý thích hợp đối với các lớp này.

Chương 4: DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CễNG TRèNH

4.1 Phõn tớch khả năng phỏt sinh cỏc vấn đề địa chất cụng trỡnh

- Vấn đề địa chất cồng trỡnh là những vấn đề bất lợi về mặt kinh tờcũng như khả năng xõy dựng cụng trỡnh và sử dụng cụng trỡnh, phỏt sinh dođiều kiện ĐCCT khụng đỏp ứng được cỏc yờu cầu làm việc bỡnh thườngcủa cụng trỡnh Vấn đề ĐCCT khụng chỉ phụ thuộc vào cỏc yếu tố của điềukiện ĐCCT tồn tại một cỏch khỏch quan, mà cũn phụ thuộc vào loại cũngnhư đặc điểm và quy mụ cụng trỡnh cụ thể Vỡ vậy việc nghiờn cứu cỏc vấn

đề ĐCCT cú ý nghĩa quan trọng cho phộp chỳng ta dự bỏo những bất lợi cúthể xảy ra khi xõy dựng và sử dụng cụng trỡnh Từ đú đưa ra những giảiphỏp hợp lý đảm bảo cụng trỡnh ổn định và kinh tế

Đoạn đường km 294 đến km 295 đoạn dốc xõy thuộc dự ỏn mở rộngquốc lộ 1A được xõy dựng theo tiờu chuẩn đường cấp 3 đồng bằng cú xộtđến yếu tố cao tốc

*Quy mô, tiêu chuẩn kỹ thuật và quy trình áp dựng:

- Cấp đờng: Đờng cấp III đồng bằng (tiêu chuẩn TCVN 4054-2005)

Cỏc yờu cầu đối với thiết kế xử lý nền yếu là:

+ Nền đường trước khi thi cụng mặt đường, lượng lỳn cố kếtcũn lại khụng được lớn hơn 20 cm đối với cỏc vị trớ gần cầu, khụngđược lớn hơn 30 cm đối với cỏc vị trớ gần cống và khụng được lớn hơn

40 cm đối với cỏc đoạn nền thụng thường;

+ Độ cố kết trong phạm vi cú xử lý nền khụng nhỏ hơn 90%,hoặc tốc độ lỳn cũn lại ≤ 2 cm/năm

+ Hệ số ổn định trượt trong quỏ trỡnh thi cụng nền đắp (theogiai đoạn): Fs ≥ 1,2.;

+ Hệ số ổn định khi đưa đường vào khai thỏc sử dụng: Fs ≥ 1,4;

+ Tổng tải trọng tác dụng lên nền đường tại tim đường:

Ptt = Pd + Pht , (IV-1)

Trong đó:

Pd–tải trọng đất đắp Pd = d.H;

Pht–tải trọng do phương tiện giao thông gây ra;

Tải trọng xe cộ đựoc coi là tải trọng tối đa cùng một lúc có thể

đổ kín khắp bề rộng nền đường, phân bố trên 1m chiều dài đường.Theo tiêu chuẩn khảo sát đường ô tô 22TCN 262-2000, tải trọng nàyđược xác định theo công thức sau:

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

B: bề rộng phân bố ngang các xe, được xác định theo côngthức:

Ta thường lấy :b- Khoảng cách giữa hai vệt bánh xe, ô tô b = 1,8m;

d- Khoảng cách ngang tối thiểu giữa các xe, d=1,3m;

30 4

- Lớp đất yếu có chiều dày lớn nhất : D= 7,2m

Tại hố khoan NĐ4 có cao độ mặt đường +3,550 m, cao độ nền đườngtheo yêu cầu :+5 m, như vậy chiều cao đất đắp là: 1,45m

Với khối lượng thể tích đất đắp  = 1,9 t/m3 ta có áp lực của đất đắp tácdụng xuống nền đường là:

Pđ =h  = 1.45 x 1.9 = 2.755 (t/m2)

+ Trên cơ sở đánh giá điều kiện địa chất công trình của đoạnđường, căn cứ vào tải trọng tác dụng và chiều cao nền đường đắp chothấy, khi xây dựng và sử dụng công trình có thể phát sinh một số hiệntượng địa chất công trình sau:

4.1.1 Vấn đề ổn định của nền đất

Tuyến đường được xây dựng trên cấu trúc nền gồm 4lớp,trong đó có lớp1 và lớp2 là 2 lớp đất yếu vì vậy khi thi công xây dựngcông trình thì sẽ gây mất ổn định của công trình Nền đất của côngtrình không chịu được tải trọng của công trình ,hoặc khả năng chịu tảitrọng của nền đất được đảm bảo đặt công trình nhưng do bản thân quáyếu hoặc không phù hợp cho sử dụng công trình như dễ gây sụt lở, lúnđột ngột,mất nước,xói ngầm… gây phá hủy công trình Song vấn đề

ổn định của nền đất chủ yếu được tổng hợp thành 2 vấn đề sau:

- Mất ổn định do lún trồi

4.1.1.1 Phân tích lựa chọn mắt cắt tính toán

Để có kết quả đánh giá cụ thể các vấn đề địa chất công trình trên, tiếnhành tính toán độ ổn định cường độ và độ lún của nền đường đắp trêncác đoạn có cấu trúc đất nền thay đổi Việc đánh giá cụ thể các vấn đềđịa chất công trình được tiến hành trên các mặt cắt điển hình của tuyến.Thông qua mặt cắt địa chất đoạn tuyến nghiên cứu tôi nhận thấy địa tầngkhông có sự thay đổi đột ngột nào, vì vậy tôi lựa chọn 1 mặt cắt điểnhình để tính toán Mặt cắt tính toán được chọn theo nguyên tắc: Tại đây

có nguy cơ sẽ phát sinh các vấn đề địa chất công trình bất lợi nhất, đó làmặt cắt tại đó bề dày lớp đất yếu lớn nhất, chiều cao đắp lớn nhất Trên

cơ sở đó, tôi lựa chọn vị trí mặt cắt tại lỗ khoan NĐ4 (km294+431.3) Vì

ở vị trí này có chiều dày lớp đất yếu là lớn nhất: 7,2m

Mặt cắt 1: Tại Mặt cắt taị lỗ khoan NĐ4 (km 294 + 431.300) Cao độ

mặt đường thiết kế là +5.0m, cao độ mặt đường tự nhiên là +3.55m vì vậy chiều cao đắp là 1.45m Địa tầng từ trên xuống gồm 3 lớp như sau: Lớp Đ: Lớp đất lấp: Sét pha lẫn dăm sạn, gạch đá, kết cấu xốp Cóchiều dày lớp này là 2.11m

Lớp 1: Lớp bùn sét pha màu nâu xám, nâu đen.Có chiều dày lớp này

là 7.2m

Lớp 3: Lớp sét pha lẫn sạn màu nâu vàng, nâu đỏ trạng thái dẻo cứngVậy tổng chiều dày các lớp đất yếu là 7.2m và chiều dài phân đoạnnày là 1000m

4.1.1.2 Kiểm tra ổn định lún trồi

Dưới tác dụng của tải trọng công trình, đất yếu dễ bị pháhoại do lún quá mức ở phần giữa nền đường, đồng thời đất yếu bịtrồi lên ở hai bên chân taluy nền đắp

B

H d H

Hình.4.2: sơ đồ phá hoại của nền đường có đáy rộng

Để đánh giá sự mất ổn định trượt dưới hình thức này, t ôi sửdụng công thức của J.Mandel

K = q q gh

(IV-4)

Với:

q – ứng suất do nền đường đắp gây ra ở tim đường;

qgh – áp lực giới hạn của đất yếu;

Trong trường hợp nền đường có chiều rộng nhỏ so vớichiều dày lớp đất yếu (B/H < 1.49) qgh được tính theo công thứcsau:

qgh= ( + 2).Cu ;

Trong trường hợp nền đường có chiều rộng lớn hơn so vớichiều dày lớp đất yếu (B/H > 1.49) qgh được tính theo công thứcsau :

qgh = Nc Cu ;

Trong các công thức trên:

được lấy trung bình của các lớp đất yếu dưới nền đường;

Nc: hệ số thay đổi theo tỷ số B/H, tra theo toán đồ Moreau (hình 3 – TCXD 245: 2000 );

Pilot-H – chiều dày tầng đất yếu;

B – chiều rộng nền đường đắp (tính trung bình giữa mặt vàđáy);

Hd - chiều cao lớp đất đắp;

đ - khối lượng thể tích của lớp đất dắp nền đường;

Nếu hệ số an toàn K > 1,5 thì nền đường ổn định;

Nếu hệ số an toàn K < 1,5 thì nền đường mất ổn định;

Căn cứ vào yêu cầu kĩ thuật tuyến đường, khối lượng đất đào đắp ta có sơ

đồ mặt cắt ngang của tuyến đường như sau:

1.45m B=20,5m

- Chiều dày đất đắp quy đổi là : H= p/  = 4.325/ 1.9 = 2.27m

Tổng chiều rộng đáy nền đường là: Bđ = B + 2 x H x 1.57= 20.5+ 2 x 2.27

Như vậy, nền đường có khả năng mất ổn định lún trồi

4.1.1.3 Kiểm tra ổn định trượt cục bộ:

Mất ổn định do trượt một bộ phận của nền đắp và một phầncủa nền đất yếu, là hình thức phá hoại thường gặp nhất Dưới tácdụng của tải trọng công trình, trong nền đất phát sinh ứng suấtcắt, nếu ứng suất cắt vượt quá độ bền kháng cắt của đất thì sẽphát sinh trượt cục bộ Hiện tượng này xảy ra trong trường hợplớp đất yếu nằm trên lớp đất có sức chịu tải cao, biểu hiện đượcnhận thấy là một phần đoạn đường bị sụt lún tạo thành bậc trượt,đất ở đỉnh nền đường và dưới chân taluy bị đẩy trồi lên.

Việc tính ổn định do trượt được tiến hành theo phươngpháp phân mảnh cổ điển với giả thiết mặt trượt có dạng hình trụtròn

Theo P.M Goldstein, có thể xác định hệ số an toàn F ứngvới cung trượt nguy hiểm nhất theo công thức sau:

F = A.f + B

R d

H- chiều dày lớp đất yếu

Khi F < Fgh thì nền đường bị trượt;

Khi F> Fgh thì nền đường không bị trượt;

Theo toán đồ Pilot – Moreau thì có thể xác định hệ số

an toàn F thông qua toán đồ với trị số N và

R

H

H

theo công thứcsau:

R d

u

H

C N

.



B¶ng 4.1 - B¶ng tra hÖ sè A, B

Mặt trợt đi qua nền đất yếu và có tiếp xúc với mặt nằm

ngang tại độ sâu h

- Chiều dày lớp đất yếu: H = 7.20 m

- Lực dớnh khụng thoỏt nước Cu = 1.314 t/m2

182 0 85 5 07 0 94

Khi thiết kế nền đường đắp trờn nền đất yếu phải tớnh toỏn chớnhxỏc độ lỳn của nền đất yếu để đỏnh giỏ mức độ biến dạng của nềnđường, quan trọng là xỏc định chớnh xỏc chiều cao bự lỳn, đồng thời