đặc trưng cơ lý của đất loại sét trầm tích holocen khu vực nam thành phố hồ chí minh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  TRẦN LÊ THẾ DIỄN ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA ĐẤT LOẠI SÉT TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC NAM TP.HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành : Địa chất công trình Mã số ngành : 60.44.65 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. HUỲNH NGỌC SANG Thành phố Hồ Chí Minh, 2010 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này học viên đã vận dụng kiến thức đã được đào tạo của chuyên ngành cao học Đòa chất công trình, bên cạnh kinh nghiệm công tác cùng với hướng dẫn khoa học của PGS.TS Huỳnh Ngọc Sang; Qua đây học viên chân thành cám ơn: PGS.TS Huỳnh Ngọc Sang đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Bộ Môn Đòa chất Thuỷ văn – Công trình – Môi trường, Khoa Đòa chất, Trường Đại học Khoa học tự nhiên cùng Quý thầy cô đã giảng dạy và truyền đạt các môn học nền tảng và chuyên sâu chuyên ngành Đòa chất công trình. Công ty CP Đầu tư Nhân Đỉnh, Công ty CP Tư vấn Kiểm đònh Xây dựng Đông Dương Á, Liên đoàn Đòa chất thuỷ văn – Đòa chất công trình Miền Nam, Trung tâm phân tích thí nghiệm Viện Dầu khí đã hỗ trợ học viên trong quá trình thực hiện đề tài. Tuy nhiên, do thời gian có hạn và khả năng còn hạn chế của học viên nên luận văn không tránh khỏi những sai sót, học viên kính mong Quý thầy cô cùng các đồng nghiệp đóng góp ý kiến để luận văn được hoàn thiện hơn. Chân thành cảm ơn. Trân trọng kính chào. Tp.Hồ Chí Minh, ngày …… tháng 3 năm 2011 Học viên cao học Trần Lê Thế Diễn Trang - 1 - Luận văn Thạc só Đòa chất công trình MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN VĂN Thành phố Hồ Chí Minh (Tp.HCM) là nơi có tốc độ phát triển kinh tế cao nhất nước, nơi tập trung dân số với mật độ rất cao. Tuy nhiên sự phát triển bao giờ cũng có những mặt thuận lợi và bất lợi, nhất là trong những năm gần đây với chủ trương phát triển đô thò ra vùng ngoại thành, tạo nên thế cân bằng giữa nội thành và ngoại thành. Do vậy, nhu cầu xây dựng, phát triển cơ sở hạ tầng đáp ứng cho sự phát triển xã hội ngày càng tăng. Sự hình thành và mở rộng các khu công nghiệp, các khu dân cư, là qui luật tất yếu của Tp.HCM. Trầm tích Đệ Tứ hiện diện khắp khu vực Tp.HCM, đặc biệt tầng đất yếu tuổi Holocen chiếm hầu hết ở khu vực phía Nam Tp.HCM là một đối tượng Đòa chất luôn nhận được sự quan tâm đặc biệt của các nhà nghiên cứu Đòa chất công trình. Việc nghiên cứu độ bền và tính biến dạng của đất loại sét thuộc trầm tích Holocen khu vực Tp.HCM sẽ giúp ích rất nhiều trong công tác nghiên cứu Đòa chất công trình trong khu vực. Ngoài ra, còn là cơ sở trong thiết kế xây dựng cơ sở hạ tầng các công trình dân dụng và công nghiệp phục vụ cho sự phát triển của khu vực phía Nam thành phố Hồ Chí Minh. 2. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN Thống kê các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất loại sét thuộc trầm tích Holocen khu vực Nam thành phố Hồ Chí Minh. Làm rõ các đặc trưng cơ lý và các yếu tố ảnh hưởng của đất loại sét thuộc trầm tích Holocen khu vực Nam thành phố Hồ Chí Minh. Đánh giá khả năng chòu tải và kiến nghò các giải pháp xây dựng cho đất loại sét thuộc trầm tích Holocen khu vực Nam thành phố Hồ Chí Minh. Trang - 2 - Luận văn Thạc só Đòa chất công trình 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ đưa ra các bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý cũng như nêu ra các đặc trưng và các yếu tố ảnh hưởng của đất loại sét thuộc trầm tích Holocen khu vực Nam thành phố Hồ Chí Minh. Kết quả của luận văn góp phần làm cơ sở luận chứng cho việc lựa chọn các phương pháp thí nghiệm Đòa chất công trình khu vực Nam thành phố Hồ Chí Minh. Kết quả của luận văn góp phần làm cơ sở phục vụ trong thiết kế xây dựng cơ sở hạ tầng các công trình dân dụng và công nghiệp phục vụ cho sự phát triển của khu vực phía Nam thành phố Hồ Chí Minh. 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KHỐI LƯNG THỰC HIỆN Để thực hiện luận văn, học viên đã sử dụng một số phương pháp nghiên cứu cơ bản như sau: - Phương pháp thu thập, phân tích và tổng hợp số liệu; - Phương pháp đối chiếu so sánh và tương tự hoá; - Phương pháp thực đòa, quan sát ngoài hiện trường; - Phương pháp khoan đòa chất công trình; - Phương pháp phân tích các chỉ tiêu cơ lý đất trong phòng; - Phương pháp thí nghiệm ngoài hiện trường; - Phương pháp tính toán, tổng hợp, xây dựng các bản đồ, biểu đồ, các mặt cắt, biểu, bảng số liệu, …. Khối lượng công việc thực hiện được tóm tắt như sau: Thu thập các số liệu: đặc điểm tự nhiên, dân cư, kinh tế, đòa hình, đòa mạo, đòa chất, đòa chất công trình, đòa chất thuỷ văn của khu vực nghiên cứu Trang - 3 - Luận văn Thạc só Đòa chất công trình được thu thập trên cơ sở các loại bản đồ đòa chất, đòa chất công trình, đòa chất thuỷ văn tỷ lệ 1/50.000 của thành phố Hồ Chí Minh. Thu thập các số liệu thí nghiệm trong phòng gần 200 hố khoan của các dự án thực hiện trong khu vực nghiên cứu, bên cạnh một số thí nghiệm ngoài hiện trường. Tổng hợp xây dựng các bảng biểu, hình ảnh, sơ đồ đòa chất, mặt cắt đòa chất công trình trong khu vực nghiên cứu. Tổng hợp số liệu, xây dựng báo cáo và viết thuyết minh. MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN VĂN 1 2. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN 1 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN 2 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KHỐI LƯNG THỰC HIỆN 2 Chương 1 KHÁI QUÁT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ 4 1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH – ĐỊA MẠO – TÂN KIẾN TẠO 4 1.3. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU 11 1.4. ĐẶC ĐIỂM DÂN CƯ - KINH TẾ 17 1.5. MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG 20 Chương 2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT – ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 2.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT 22 2.1.1. Đặc điểm Đòa tầng 22 2.1.2. Các Thành tạo Magma 25 2.1.3. Cấu trúc đòa chất và lòch sử phát triển đòa chất kỹ thứ tư 25 2.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN 30 2.2.1. Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Holocen (Q IV ) 30 2.2.2. Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pleistocen (Q I-III ) 30 2.2.3. Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pliocen trên (N 2 2 ) 31 2.2.4. Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pliocen dưới (N 2 1 ) 32 2.3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 33 2.3.1. Trầm tích nguồn gốc sông biển hệ tầng Thủ Đức (amQ II-III tđ) 34 2.3.2. Trầm tích nguồn gốc sông biển hệ tầng Củ Chi (amQ III 3 cc) 35 2.3.3. Trầm tích hệ tầng Bình Chánh (Q IV 1-2 bc) 35 2.3.4. Trầm tích hệ tầng Cần Giờ (Q IV 2-3 cg) 38 Chương 3 ĐẶC TÍNH ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH CỦA ĐẤT LOẠI SÉT TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 3.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KHỐI LƯNG THỰC HIỆN 40 3.2. ĐẶC TÍNH ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH CỦA ĐẤT LOẠI SÉT TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 42 3.2.1 Loạt thạch học sông - biển - đầm lầy (amb) 43 3.2.2 Loạt thạch học sông - biển (am) 49 Chương 4 ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐẤT LOẠI SÉT TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 4.1. ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA ĐẤT LOẠI SÉT TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 54 4.1.1. Tính trương nở và co ngót 54 4.1.2. Tính xúc biến 57 4.1.3. Độ bền 58 4.1.4. Tính biến dạng 67 4.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH CƠ LÝ CỦA ĐẤT LOẠI SÉT TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 74 4.2.1. Ảnh hưởng của độ ẩm tự nhiên 74 4.2.2. Ảnh hưởng của hàm lượng hữu cơ 75 4.2.3. Ảnh hưởng của thành phần khoáng vật 76 4.2.4. Ảnh hưởng bởi thành phần hạt 78 4.2.5. Ảnh hưởng bởi thành phần cation trao đổi 78 4.2.6. Ảnh hưởng bởi tải trọng nén 80 4.2.7. Ảnh hưởng bởi độ chặt của đất 80 4.2.8. Ảnh hưởng bởi tốc độ cắt 81 Chương 5 KHẢ NĂNG CHỊU TẢI VÀ KIẾN NGHỊ GIẢI PHÁP XÂY DỰNG CHO ĐẤT LOẠI SÉT TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 5.1. KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA ĐẤT LOẠI SÉT TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 82 5.2. MỘT VÀI GIẢI PHÁP XÂY DỰNG TRÊN NỀN ĐẤT LOẠI SÉT TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC NAM TP HỒ CHÍ MINH 82 5.2.1. Các biện pháp xử lý về kết cấu công trình 83 5.2.2. Các biện pháp xử lý về móng 84 5.2.3. Các biện pháp xử lý nền đất yếu 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ PHỤ LỤC DANH SÁCH BẢNG CHƯƠNG 1 Trang Bảng 1.1 Lượng mưa năm và nhiều năm, trạm Tân Sơn Hòa 12 Bảng 1.2 Tổng lượng bốc hơi 13 Bảng 1.3 Độ ẩm không khí trung bình tháng 14 Bảng 1.4 Nhiệt độ trung bình tại các trạm quan trắc 16 Bảng 1.5 Một vài đặc trưng gió tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh 17 Bảng1.6 Các chỉ tiêu tổng hợp giai đoạn 2001-2006 18 CHƯƠNG 3 Bảng 3.1 Chỉ tiêu cơ lý của kiểu thạch học bùn sét thuộc phức hệ thạch học đất hữu cơ nguồn gốc sông-biển-đầm lầy tuổi Holocen (amb CO Q 2 2-3 ) 44 Bảng 3.2 Chỉ tiêu cơ lý của kiểu thạch học bùn sét pha thuộc phức hệ thạch học đất hữu cơ nguồn gốc sông-biển-đầm lầy tuổi Holocen (amb CO Q 2 2-3 ) 45 Bảng 3.3 Chỉ tiêu cơ lý của kiểu thạch học bùn cát pha thuộc phức hệ thạch học đất hữu cơ nguồn gốc sông-biển-đầm lầy tuổi Holocen (amb CO Q 2 2-3 ) 46 Bảng 3.4 Chỉ tiêu cơ lý của kiểu thạch học sét thuộc phức hệ thạch học đất hữu cơ nguồn gốc sông-biển-đầm lầy tuổi Holocen (amb CO Q 2 2-3 ) 47 Bảng 3.5 Chỉ tiêu cơ lý của kiểu thạch học sét pha thuộc phức hệ thạch học đất hữu cơ nguồn gốc sông-biển-đầm lầy tuổi Holocen (amb CO Q 2 2-3 ) 48 Bảng 3.6 Chỉ tiêu cơ lý của kiểu thạch học sét thuộc phức hệ thạch học đất bụi sét nguồn gốc sông-biển tuổi Holocen (am CM Q 2 1-2 ) 50 Bảng 3.7 Chỉ tiêu cơ lý của kiểu thạch học sét lẫn hoặc chứa sạn sỏi thuộc phức hệ thạch học đất bụi sét nguồn gốc sông-biển tuổi Holocen (am CM Q 2 1-2 ) 51 Bảng 3.8 Chỉ tiêu cơ lý của kiểu thạch học sét pha thuộc phức hệ thạch học đất bụi sét nguồn gốc sông-biển tuổi Holocen (am CM Q 2 1-2 ) 52 Bảng 3.9 Chỉ tiêu cơ lý của kiểu thạch học sét pha lẫn hoặc chứa sạn sỏi thuộc phức hệ thạch học đất bụi sét nguồn gốc sông-biển tuổi Holocen (am CM Q 2 1-2 ) 53 CHƯƠNG 4 Bảng 4.1 Kết quả thí nghiệm trương nở ở điều kiện khô gió 55 Bảng 4.2 Kết quả thí nghiệm trương nở ở điều kiện tự nhiên 55 Bảng 4.3 Kết quả thí nghiệm tính co ngót 57 Bảng 4.4 Kết quả thí nghiệm nén đơn nở hông 60 Bảng 4.5 Kết quả thí nghiệm nén ba trục UU 61 Bảng 4.6 Kết quả thí nghiệm nén ba trục CU 63 Bảng 4.7 Kết quả thí nghiệm cắt cánh ngoài hiện trường 65 Bảng 4.8 Kết quả thí nghiệm nén ngang DMT ngoài hiện trường 69 Bảng 4.9 Kết quả thí nghiệm nén cố kết 72 Bảng 4.10 Kết quả phân tích thành phần hữu cơ 75 Bảng 4.11 Kết quả phân tích thành phần khoáng vật khu vực xã Nhơn Đức huyện Nhà Bè 76 Bảng 4.12 Kết quả xác đònh lượng muối dễ hoà tan trong đất bằng phương pháp nước chiết khu vực Nhơn Đức – huyện Nhà Bè 79 [...]... (đến 30m/s) Những cơn lốc xoáy chỉ xảy ra trong phạm vi hẹp nhưng có sức phá hoại rất mạnh - Những cơn giông sét cũng thường xảy ra tại thành phố Hồ Chí Minh 1.4 ĐẶC ĐIỂM DÂN CƯ - KINH TẾ Thành phố Hồ Chí Minh là một trong hai thành phố lớn nhất Việt Nam, dân số trên 8 triệu người, chiếm 9% dân số cả nước Dân số thành phố Hồ Chí minh tăng nhanh trong những năm gần đây, tỉ lệ tăng dân số cơ học (1,9-2,1%... (nội thành) , 12 ÷ 20m (ở Bắc Cần Giờ); Trầm tích sông-biển (am): Thành phần gồm cát chứa cuội, sỏi, cát, cát pha bột và bột sét, màu xám nhạt, xám sẫm, nâu vàng, nâu tím Ở nhiều nơi trầm tích chứa phong phú bào tử phấn hoa, ít Foraminifera, tảo nước lợ Trầm tích amN22 phủ lên trầm tích aN22 hoặc amN13 hoặc trên trầm tích mN21 và bò phủ bởi trầm tích Đệ tứ hoặc trầm tích mN22; Trầm tích biển (m): Trầm tích. .. phần trầm tích chủ yếu là hạt mòn: cát mòn, cát pha bột, bột sét, sét, màu xám, xám lục, gắn kết chặt có dạng phân lớp Phủ lên trầm Luận văn Thạc só Đòa chất công trình Trang - 24 tích aN21 và bò phủ bởi trầm tích mN21 hoặc trầm tích aN22 Bề dày thay đôi từ 10 ÷ 56m; Trầm tích biển (m): Thành phần trầm tích mN21 gồm cát mòn thô pha ít sét bột màu xám nhạt, trắng đục chứa Foraminifera Dày 5 ÷ 7m Trầm tích. .. 15-20 năm tới trong phạm vi Thành phố Hồ Chí Minh: phía Đông Bắc sẽ hình thành một đô thò về văn hoá thể thao, du lòch; phía Bắc và Tây Bắc sẽ hình thành một thành phố công nghiệp; phía Tây Nam sẽ hình thành một đô thò công nghiệp hàng công nghiệp nhẹ và hàng tiêu dùng; phía Đông Nam, ngoài Đô thò Nam Sài Gòn sẽ hình thành đô thò công nghiệp cơ bản không có ô nhiễm Thành phố có 17 trường Đại học và... gốc: Trầm tích sông (a): Thành phần trầm tích gồm cát, sạn, sỏi, cuội ít, màu xám xanh, xám xi măng, gắn kết chặt phân lớp mờ Có nơi là cát, cát bột xen sét bột, sét chứa thực vật hóa than màu đen (Củ Chi, Nhà Bè) Phủ bất chỉnh hợp lên trầm tích amN13 hoặc bề mặt bóc mòn các đá trước Cenozoi và bò trầm tích amN21 phủ lên Bề dày trầm tích aN21 thay đổi từ 5 ÷ 7m đến 20 ÷ 30m; Trầm tích sông-biển (am): Thành. .. biên độ sụt lún của từng khu vực Tầng cấu trúc Holocen được thành tạo bởi các trầm tích hạt mòn có nguồn gốc biển, sông – biển và sông – biển – đầm lầy gồm sét, bùn sét, bùn sét pha Luận văn Thạc só Đòa chất công trình Trang - 27 chứa nhiều mùn thực vật và cát mòn thuộc các hệ tầng Bình Chánh (QIV1-2 bc), Cần Giờ (QIV2-3 cg) và trầm tích hiện đại Lòch sử phát triển trầm tích đệ tứ khu vực nghiên cứu... chỉnh hợp bởi các trầm tích Đệ Tứ Bề dày trầm tích N22 thay đổi từ vài mét đến vài chục mét Theo đặc điểm thạch học và cổ sinh, trầm tích N22 được chia ra 3 kiểu nguồn gốc: Trầm tích sông (a): Thành phần trầm tích aN22 chủ yếu là hạt thô: cát, cuội, sỏi, pha ít bột, màu xám nhạt đến nâu vàng Chúng phủ bất chỉnh hợp lên bề mặt bóc mòn đá gốc hoặc các trầm tích amN21 và bò phủ bởi trầm tích amN22 Bề dày thay... chung đòa hình khu vực nghiên cứu có sự phân bậc tương đối rõ rệt và quy luật phân bố của nó liên quan mật thiết với tuổi và nguồn gốc thành tạo của các trầm tích Hoạt động tân kiến tạo là một trong những yếu tố quan trọng góp phần tạo nên những nét cơ bản của đòa hình hiện nay ở khu vực Tp HCM Sự có mặt của hoạt động tân kiến tạo tại khu vực này thể hiện tương đối rõ nét ở sự tái hoạt động của nhiều đứt... hậu thành phố Hồ Chí Minh tương đối ôn hòa nhưng có vài biến cố thời tiết có thể xảy ra như: - Bão và áp thấp nhiệt đới: tài liệu thống kê bão hơn 100 năm qua cho thấy chỉ có khoảng 10% trong tổng số các cơn bão đổ bộ vào bờ biển nước ta có ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến thành phố Hồ Chí Minh, trong đó có rất ít cơn bão đổ bộ trực tiếp vào thành phố - Tuy rất ít bão nhưng lại có xuất hiện các cơn... sắt mới thành phố Hồ Chí Minh – Vũng Tàu 1.5.3 Đường hàng không Sân bay Tân Sơn Nhất chỉ cách trung tâm thành phố Hồ Chí Minh 5km, là sân bay quốc tế lớn nhất Việt Nam, đã mở trên 30 tuyến bay trực tiếp đến các nước Đông Nam Á, các nước Tây Âu, Nga, Mỹ… năng lực tiếp nhận từ 1.2 đến 2 triệu hành khách và nửa triệu tấn hàng hóa/năm và sẽ tiếp tục tăng trong những năm tới 1.5.4 Đường thủy Khu vực nghiên . ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐẤT LOẠI SÉT TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 4.1. ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA ĐẤT LOẠI SÉT TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC NAM THÀNH PHỐ HỒ. PHÁP XÂY DỰNG CHO ĐẤT LOẠI SÉT TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 5.1. KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA ĐẤT LOẠI SÉT TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 82 5.2. . VỤ CỦA LUẬN VĂN Thống kê các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất loại sét thuộc trầm tích Holocen khu vực Nam thành phố Hồ Chí Minh. Làm rõ các đặc trưng cơ lý và các yếu tố ảnh hưởng của đất loại