LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ NGHIÊN CỨU BẢN CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP XỬ LÝ HIỆN TƯỢNG ĐẤT SỤT TRÊN ĐƯỜNG HỒ CHÍ MINH, ĐOẠN QUA KHU VỰC TÂY NGUYÊN

hiện tượng sụt trượt trên đường Hồ Chí Minh cũng rất đa dạng và phổ biến, nhưng nguyên nhân cơ bản đều do sự phá hoại trạng thái cân bằng tự nhiên của mái dốc dưới tác dụng của phong hóa

luận văn Thạc sỹ kỹ thuật

Đề tài: Nghiên cứu bản chất và đề xuất biện pháp xử lý hiện tượng đất sụt trên đường

Hồ Chí Minh, đoạn qua khu vực Tây nguyên

Giáo viên hướng dẫn : TS Doã n Minh Tâm

Hồ Chí Minh

1.1 - Giới thiệu về dự án đường Hồ Chí Minh 5

1.2- Tổng quan về tình hình sụt trượt trên đường Hồ Chí Minh 8

Chương 2 Nghiên cứu về Bản chất hiện tượng đất sụt trên đường Hồ Chí Minh đoạn qua khu vực Tây Nguyên

11

2.2.4 Một số kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý 23

2.3 Phân loại hiện tượng sụt đất trên đường Hồ Chí Minh, đoạn qua khu vực Tây Nguyên

28

2.4 Tìm hiểu bản chất hiện tượng sụt đất trên đường Hồ Chí Minh,

đoạn qua khu vực Tây Nguyên

31

3.1.3 Phương pháp phân tích trạng thái ứng suất - biến dạng 77

Chương 4 Vận dụng k.quả n.cứu trong việc thiết kế xử

lý đất trượt khu vực Tây Nguyên, đoạn qua đèo lò xo 84

Chương 1 Tổng quan về tình hình sụt trượt trên đường Hồ Chí Minh

1.1 - Giới thiệu về dự án đường Hồ Chí Minh

1.1.1- Vị trí và đường Hồ Chí Minh:

Tuyến đường Hồ Chí Minh được phát triển với chức năng là hành lang giao thông và hạ tầng kỹ thuật quốc gia phía Tây của đất nước, là trục phát triển kinh tế và các đô thị,

điểm dân cư nông thôn, trục cảnh quan gắn với các di tích lịch sử, danh lam thắng cảnh

Đường Hồ Chí Minh sẽ kết nối với mạng lưới đường bộ một cách thống nhất, cân đối,

đảm bảo tính liên hoàn, liên kết giữa các loại hình giao thông, tạo thành hệ thống giao thông thông suốt đáp ứng nhu cầu vận chuyển ngày càng tăng trên phạm vi quốc gia và quốc tế

Ngày 3/2/2000, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt quyết định đầu tư sô TTg về việc đầu tư xây dựng công trình Đường Hồ Chí Minh (giai đoạn 1) Theo đó tổng chiều dài tuyến đường Hồ Chí Minh giai đoạn 1 là 2196 Km, trong đó nhánh chính phía

18/2000/QĐ-Đông dài 1696 Km, nhánh phía Tây dài 500Km

Điểm đầu tuyến là điểm cuối đường Láng Hòa Lạc tại Hòa Lạc – Hà Tây Điểm cuối tuyến tại ngã tư Bình Phước thành phố Hồ Chí Minh ( điểm giao cắt quốc lộ 13 với xa lộ

Đại Hàn)

Đường Hồ Chí Minh giai đoạn 1 đi qua 16 tỉnh thành: Hà Tây, Hòa Bình, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên- Huế, Đà Nẵng, Quảng Nam, Kon Tum, Gia Lai, Đắc Lắc, Bình Phước, Bình Dương, Thành phố Hồ Chí Minh

Cụ thể trong giai đoạn 1 đường Hồ Chí Minh đi qua các địa danh: Hòa Lạc – Xuân Mai – Ngọc Lạc – Tân Kỳ – Phố Châu – Tân ấp – Khe Ve – Khe Gát Từ Khe Gát trở đi Đường Hồ Chí Minh chia ra 2 nhánh:

- Nhánh 1 có chiều dài khoảng 364km đi về phía Đông, cách quốc lộ 1A khoảng 10-15km

và đi qua các địa danh Khe Gát – Bùng – Cam Lộ – Phà Tuần – Hải Vân – Hà Nha – Thạnh Mỹ

- Nhánh 2 có chiều dài khoảng 514km, đi về phía Tây và đi qua các địa danh Khe Gát -

đèo U Bò – Ngã ba Dân chủ – Khe Sanh theo Quốc lộ 9 tới Đăk Rông – A Lưới – Hiên –Thạch Mỹ Từ Thạch Mỹ đi theo tuyến quy hoạch xa lộ Bắc Nam qua Ngọc Hồi – Kon Tum – Pleiku – Buôn Ma Thuột - Đắk Nông – Chơn Thanh – Ngã tư Bình Phước

Để phát huy hiệu quả vốn đầu tư, phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, đảm bảo an ninh quốc phòng và giao thông Bắc Nam liên tục thông suốt, trong giai đoạn 1 tập trung

đầu tư xây dựng các đoạn: Xuân Mai – Cam Lộ và Thạnh Mỹ – Ngọc Hồi theo tuyến

Thạnh Mỹ

1.1.2- Quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật:

2.a – Các tiêu chuẩn thiết kế:

- Tiêu chuẩn thiết kế đường cao tốc TCVN 5729-1997

- Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-85

- Quy trình thiết kế áo đường mềm 22TCN 4054-85

- Quy trình thiết kế đường phố, quảng trường đô thị 20TCN 104-93

- Quy phạm thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn do Bộ GTVT ban hành năm

Số làn xe ( làn )

V thiết kế (km/h)

Khi thiết kế các công trình yêu cầu đảm bảo giao thông thông suốt quanh năm

Tuyến đường Hồ Chí Minh là tuyến đường rất quan trọng, sau khi hoàn thành sẽ góp phần đảm bảo giao thông hai miền Nam – Bắc, có tác động tích cực tới kinh tế cả nước,

đồng thời mang lại nhiều thuận lợi cho các địa phương có tuyến đường đi qua

Đối với một tuyến đường có tầm quan trọng như đường Hồ Chí Minh, vấn đề bền vững luôn là yêu cầu quan trọng trong cả quá trình thi công và khai thác tuyến đường

Đường Hồ Chí Minh là tuyến đường đi qua các vùng địa hình hiểm trở, có mức độ chia cắt mạnh, các điều kiện khí hậu thủy văn và địa chất khá phức tạp, đặc biệt khu vực từ Quảng Bình trở vào, tuyến đường luôn chịu ảnh hưởng của 2 vùng khí hậu Đông và Tây Trường Sơn, nhiều đoạn đi qua các vùng dốc nguy hiểm như đèo Đá Đẽo, U Bò, Sa Mù, B2, A Đớt – A Tép, đèo Lò Xo, những vùng này trước đây đã bị bom đạn cày xới, địa chất lại yếu và không ổn định, vì vậy nhiều sự cố về ổn định nền đường đã xảy ra gây nhiều ảnh hưởng cho công tác xây dựng và bảo dưỡng tuyến đường

Sụt trượt xảy ra tại rất nhiều vị trí trên tuyến đường với quy mô khác nhau và rất đa dạng, trong số đó tiêu biểu là các vị trí sau:

- Đoạn Hương Khê - Tân ấp – Khe Ve (Km415+500 – Km442+000- Km462+000): Tổng số các đoạn sụt đất khoảng 20 đoạn, trong đó hiện tượng đất sụt chủ yếu là sụt trượt và trượt đất ở tầng phủ tại các điểm: Km451+820 - Km451+950, Km449+570 - Km 610+000, Km444+319 – Km444+344, Km 442B+186 – Km442B+300, Km 442A+700 – Km442A+800, Km442A+460 – Km442A+500 Hiện tượng xói sụt cũng đã xảy ra ở các đoạn Km442B+436 – Km442B+476, Km442B+186 – Km442B+200

- Đoạn ngã ba Pheo đến Bắc cầu Bùng (Km486+500 – Km 545+000): tổng số đoạn

đất sụt khoảng 36 đoạn Đất sụt chủ yếu xuất hiện tại đèo Đá Đẽo – Km515+000 Hiện tượng sụt tầng phủ xảy ra tại Km522+800 – Km523+500, Km521+750 – Km521+850, Km518+555 – Km519+000, Km513+200 – Km513+250

Hiện tượng xói lở taluy âm do đòng suối chảy xói vào nền đường xuất hiện tại Km520+150 – Km520+210, Km507+125 – Km507+300 Nước ngầm trong hang kastơ chảy ra làm tràn ngập mặt đường tại Km500+400 – Km500+500

- Đoạn Cầu Xơi – Khâm Đức (Km272+900 – Km286+000): tổng số đoạn đất sụt khoảng 14 đoạn Chủ yếu trong đoạn này phát sinh hiện tượng xói sụt ( Km273+117 – Km373+175, Km373+813 – Km273+960, Km285+100- Km285+218 ) Tại đoạn từ Km295+300 – Km295+500 xuất hiện nước ngầm chảy ra từ mái taluy cao từ 35-40m gây ảnh hưởng lớn đến ổn định mái dốc Hiện tượng xói bề mặt mái dốc cũng xảy ra ở đoạn Km291+533 – Km291+600 và là nguyên nhân chính gây sụt trượt ở các đoạn này

- Đoạn Khe Gát - đèo U Bò (Km0 – Km62 nhánh Tây): tổng số đoạn sụt trượt khoảng 20 đoạn, cụ thể như: Km15+559.31 – Km15+712.44, Km29+701.72 – Km29+796.28, Km35+685.3 – Km35+915.81, Km35+821.54 – Km35+891.65, Km37+457 – Km37+503.84, Km38+600 – Km38+672.21, Km39+422.37 – Km540.6, Km68+593.01 – Km68+879.10 đây là đoạn xảy ra sụt trượt chủ yếu

khoảng 35 đoạn Sụt trượt taluy dương xảy ra tại các đoạn: Km384+500 – Km384+550, Km386+190 – Km396+220, Km398+190 – Km398+210, Km410+500 – Km410+520, Km410+690 – Km410+720, Km413+445 – Km413+550, Km413+820 – Km413+870 Hiện tượng xói sụt taluy xuất hiện tại Km401+90 – Km401+120, Km415+120 – Km415+40

- Đoạn A Tép – Thạch Mỹ ( Km426 - Km 510 nhánh Tây): tổng số đoạn sụt trượt khoảng 33 đoạn Hiện tượng sụt trượt taluy dương trên mái dốc đã đánh cấp xảy ra tại các đoạn: Km426+320 – Km426+350, Km432+130 – Km432+290, Km428+500 – Km428+640, Km428+879 – Km428+930, Km502+455 – Km502+500, Km507+150 – Km507+250 Đoạn Km484+300 – Km484+350 dốc không cao, sườn tương đối thoải nhưng hiện tượng sụt lở vẫn thường xuyên xảy

ra Tại khu vực Cổng Trời Km442+5656 – Km442+739, xói bề mặt mái dốc xảy

ra rất mạnh, hiện tượng xói taluy âm do dòng nước chảy xói vào nền đường xảy ra tại các vị trí Km432+800 – Km432+900, Km434+320 – Km434+415, Km445+978 – Km446+100, Km453+533 – Km453+593, Km490+271 – Km490+312 đe dọa sự ổn định nền đường Tại đoạn Km453+835 – Km453+962 xuất hiện nước ngầm và nước thấm qua nền đường

- Đoạn Khâm Đức - Đắc Zôn (Km303+000 – Km334+000): tổng số các điểm sụt trượt khoảng 15 điểm, trong đó tại các vị trí đã bố trí cắt cơ vẫn xảy ra sụt trượt như

đoạn Km309+694 – Km309+765, Km309+795 – Km310+35, Km310+227 – Km310+217, Km325+000 – Km325+150 Do phải thiết kế nắn chỉnh tuyến nên tim đường ra sát mép suối dẫn đến taluy âm bị xói lở

- Đoạn Đắc Zôn - Đắc Pét ( Km334+000 – Km365+425.29): tổng số đoạn xảy ra sụt trượt khoảng 20 đoạn Hiện tượng sụt trượt trong đoạn này xảy ra rất phức tạp

và có hầu hết các loại hình đất sụt Sụt trượt chủ yếu xuất hiện ở khu vực đèo Lò

Xo tại các vị trí Km334+430 – Km334+630, Km336+90 – Km336+257, Km336+620 – Km336+670, Km 337+714 – Km337+790, Km339+639 – Km339+766, Km339+800 – Km339+879, Kn339+917 – Km340+000, Km341+340 – Km341+400, Km334+132 – Km334+225, Km345+89 – Km345+136, Km345+781 – Km345+900 Các khe nứt tách xuất hiện trên bề mặt mái dốc làm giảm sức kháng cắt của đá, đe dọa mất ổn định mái dốc, hiện tượng này xuất hiện tại Km354+680 – Km354+838, Km334+338 – Km334+393, Km345+200 – Km345+440, Km345+466 – Km345+587 Các khe xói trên đỉnh mái dốc cũng xuất hiện tại Km336+90 – Km336+257, Km337+714 – Km337+790, Km344+338 – Km344+393

Trong phạm vi đồ án sẽ lựa chọn 1 điểm cụ thể trong phạm vi đoạn này để tiến hành nghiên cứu biện pháp xử lý cụ thể

hiện tượng sụt trượt trên đường Hồ Chí Minh cũng rất đa dạng và phổ biến, nhưng nguyên nhân cơ bản đều do sự phá hoại trạng thái cân bằng tự nhiên của mái dốc dưới tác dụng của phong hóa, nước, do tác động của con người

Qua 1 số thống kê ở trên có thể thấy tình hình sụt trượt trên đường Hồ Chí Minh là khá nghiêm trọng và đòi hỏi có nghiên cứu xử lý cụ thể Đây là tuyến đường quan trọng và

sẽ còn được mở rộng, nâng cấp trong tưong lai, vì vậy việc xá đinh chính xác nguyên nhân gây sụt trượt và đề ra được biện pháp xử lý triệt để là rất cần thiết

Trong phạm vi của đề tài đi vào nghiên cứu và xử lý hiện tượng sụt trượt trên đường

Hồ Chí Minh, đoạn qua khu vực miền Trung và Tây Nguyên

Chương 2 nghiên cứu về Bản chất hiện tượng đất sụt trên đường

Hồ Chí Minh đoạn qua khu vực tây nguyên

2.1 - Các điều kiện tự nhiên khu vực Tây Nguyên

2.1.1 - Vị trí, giới hạn, diện tích:

Tây Nguyên là tên gọi chung của khu vực bao trùm toàn bộ hệ thống cao nguyên rộng lớn nằm ở phía tây của miền Nam Trung Bộ, ranh giới tự nhiên gần trùng với địa giới hành chính của 5 tỉnh: Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng Về phía bắc, Tây Nguyên giáp vùng rừng núi của tỉnh Quảng Nam; phía nam và tây nam giáp các tỉnh Bình Thuận, Đồng Nai, Bình Phước; phía đông giáp các tỉnh đồng bằng ven biển Nam Trung Bộ: Quảng Nam, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận; phía tây giáp CHĐCN Lào và Campuchiạ

Diện tích tự nhiên toàn khu vực Tây Nguyên rộng khoảng 57,373 km2

2.1.2 - Đặc điểm địa lý tự nhiên:

2.1.2.1 - Đặc điểm địa hình:

Địa hình khu vực Tây Nguyên rất đa dạng, ngoài những núi cao rừng sâu hiểm trở còn có những cao nguyên, bình sơn nguyên rộng lớn, những miền trũng và đồng bằng, những thung lũng giữa núi và những dải bồi tích các sông lớn Các kiểu địa hình đó bố trí xen kẽ nhau rất phức tạp

Địa hình núi cao bao bọc cả 3 mặt bắc, đông và nam của khu vực Phía cực bắc

được khống chế bởi dãy núi Ngọc Linh là dãy núi đồ sộ nhất ở Bắc Tây Nguyên, chạy dài theo hướng tây bắc - đông nam gần 200 km với những đỉnh cao trên 1.500m, tiêu biểu là núi Ngọc Linh: 2.598m, Ngọc Pan: 2.261m, Ngọc Cơ Rinh: 2.025m và những ngọn núi thấp hơn

Phía đông được án ngữ bởi những dãy núi nối tiếp nhau chạy dài chủ yếu theo hướng bắc – nam, có hình cánh cung với phần lồi nhô về hướng đông tạo thành một bức tường thành ngăn cách Tây Nguyên với dải đồng bằng ven biển, trong đó những dãy núi chính như: dãy An Khê với đỉnh cao nhất 1.331m (Chư Trian), dãy Chư Gin (1.230m), dãy Vọng Phu (2.022m), dãy Tây Khánh Hòa (1.978m), dãy Chư Yang Sin (2.405m), dãy Bi Đúp (2.287m)

Phía nam được viền bởi những dãy cuối cùng của Trường Sơn Nam với những ngọn núi cao hơn 1.500m như Bơ Nam So Rlung (1.545m)

Các cao nguyên và bình sơn nguyên của Tây Nguyên phân bố ở những độ cao

khác nhau: từ 300-400 m đến trên 1.500-1.700m, tính từ bắc vào nam có cao nguyên Kon Plong nằm giữa dãy An Khê và dãy Ngọc Linh với độ cao trung bình 1.100-1.300 m; cao nguyên Kon Hà Nừng có bề mặt phân cách mạnh, cao 700-1.000m, thấp dần về phía nam còn 500-600 m; cao nguyên Pleiku có dạng vòm,

địa hình tương đối bằng phẳng, cao ở phía bắc và đông bắc từ 750-850 m và nghiêng dần về phía nam còn 400-500 m; cao nguyên Buôn Ma Thuột có bề mặt

địa hình khá bằng phẳng, cao ở phía bắc 800m và giảm mạnh về phía nam còn 400

m và phía tây còn 300 m; cao nguyên M’Đrăk có bề mặt lượn sang cao trung bình 500m, thỉnh thoảng còn sót lại những đỉnh cao 1.000m; cao nguyên Di Linh có dạng một thung lũng kéo dài theo phương đông – tây, cao từ 800m đến 1.000m; cao nguyên Đắk Nông dạng vòm, cao từ 800m đến 1.000m; cao nguyên Đà Lạt là

bề mặt san bằng cổ, ở phía bắc cao 1.600m, giảm dần về phía nam còn 1.400m, có các đỉnh núi sót cao trên 2.000m

Các miền trũng và đồng bằng từ bắc vào nam gồm: trũng giữa núi Kon Tum chạy

theo sông Pô Kô khoảng 45km, bề mặt khá bằng phẳng; trũng An Khê là kiểu thung lũng từ núi bị san bằng và mở rộng (15km) cao 400-500m; bình nguyên Ea Súp là một đồng bằng bóc mòn có những chỏm núi sót, khá bằng phẳng, độ cao 140-300m; vũng trũng Cheo Reo – Phú Túc nằm trùng với địa hào Song Ba, bề mặt khá bằng phẳng, có một ít đồi sót; trũng Krông Pắc – Lắk vốn là một thung lũng bóc mòn với nhiều núi sót biến thành một cánh đồng tích tụ với đầm lầy và

hồ Lắk

Những điều trên cho thấy mặc dù địa hình Tây Nguyên có sự chia cắt và phân bậc mạnh nhưng nhìn chung phần cao nhất chiếm ưu thế ở phía bắc và phía đông, nghiêng về phía nam và phía tây, gợi nên hình tượng thường được mệnh danh là

“mái nhà của Đông Dương”, từ đó nước mưa, một mặt chảy xuống đồng bằng và

đổ ra biển, mặt khác lại thoát vào hệ thống sông Mekong, chỉ giữ lại trên “mái” một phần nhỏ Điều này ảnh hưởng rất lớn đến điều kiện thủy văn và ĐCTV khu vực và giải thích tại sao đối với một miền lãnh thổ mưa nhiều nhưng tài nguyên nước, kể cả nước mặt lẫn nước dưới đất lại hạn chế, nhất là về mùa khô

2.1.2.2 Khí hậu:

Trên nền chung của khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo của miền khí hậu phía nam, khí hậu Tây Nguyên nổi lên một số yếu tố riêng biệt, quyết định bởi độ cao địa hình và sự chắn gió của dãy Trường Sơn, hình thành nên một kiểu khí hậu

đặc trưng được gọi là khí hậu nhiệt đới gió mùa cao nguyên với những nét tiêu

biểu như sau:

1 Tổng lượng bức xạ mặt trời ở Tây Nguyên khá dồi dào, trung bình đạt 235

keal/cm2/năm khi trời quang mâỵ Tuy nhiên, do ảnh hưởng của mây và hơi nước, bức xạ mặt trời khi tới mặt đất bị suy giảm nhiều, chỉ còn 120-140 keal/cm2/năm

Độ chênh loch tổng lượng bức xạ giữa tháng lớn nhất và tháng nhỏ nhất không nhiều, đạt khoảng 4-5 keal/cm2/năm Đây là cơ sở để Tây Nguyên có nền nhiệt độ cao và ít biến đổi trong năm

2 Chế độ nhiệt của Tây Nguyên có đặc điểm nổi bật là xu thế hạ thấp một

cách có quy luật nhiệt độ không khí theo độ cao địa hình; nếu ở những vùng thấp dưới 500m (như thung lũng Sông Ba, Srepok, Krông Pắc, Sa Thầy ) nhiệt độ trung bình trên 24oC thì ở những vùng cao 500-800m nhiệt độ khoảng 21-23oC, còn những vùng cao 800-1.000m như Pleiku thì nhiệt độ hạ xuống còn 19-21oC và ở những vùng cao trên 1.500m như Đà Lạt thì nhiệt độ chỉ còn dưới 19oC.

Sự chênh lệch nhiệt độ giữa mùa nóng và mùa lạnh không lớn, với biên độ dao

động trung bình khoảng 4oC ở phía nam và 5oC ở phía bắc khu vực

Biên độ dao động ngày của nhiệt độ không khí Tây Nguyên lớn nhất so với cả nước, trung bình từ 9 đến 11oC.

3 Chế độ mưa ở Tây Nguyên rất không đồng đều theo không gian cũng như

thời gian, phân thành 2 mùa rõ rệt

Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 Trong thời kỳ này, lượng mưa thường chiếm trên 75% tổng lượng mưa cả năm và phân bố không đều giữa các vùng: ở bắc Tây Nguyên lượng mưa năm vượt quá 2.400 mm trên khối núi Kon Tum và vào cỡ 2.000-2.400 mm ở các cao nguyên Gia Lai – Kon Tum ở những địa hình tương đối thấp, lượng mưa giảm còn khoảng 1.600-1.800 mm Lượng mưa cực đại trong tháng (400-600 mm/tháng) ở vùng này tập trung vào tháng 7 và tháng 8

ở trung Tây Nguyên, nói chung lượng mưa năm giảm, đạt khoảng 1.800-2.000

mm ở cao nguyên Đắk Lắk, 1.400 –1.800 mm trong các vùng trũng, đặc biệt ở vùng Cheo Reo – Phú Túc chỉ đạt 1.200 mm

ở nam Tây Nguyên, lượng mưa tăng lên rõ rệt: tại Di Linh lượng mưa trung bình

đạt khoảng 2.000-2.400 mm, tại Bảo Lộc: 2.876 mm

Mùa khô ở Tây Nguyên kéo dài từ tháng 11 (ở bắc Tây Nguyên) hoặc tháng 12 (ở nam Tây Nguyên) đến tháng 3 hoặc tháng 4, đáng chú ý là tình trạng khô hạn ở bắc và trung Tây Nguyên trầm trọng hơn nam Tây Nguyên Ba tháng đặc biệt ít mưa ở bắc và trung Tây Nguyên là các tháng 12, 1, 2, trong đó cực tiểu là tháng 1

ở nam Tây Nguyên thường ít mưa nhất là tháng 1 hoặc 2, chỉ đạt 40-50 mm/tháng Lượng mưa ít ỏi như vậy khiến cho mùa khô ở Tây Nguyên cực kỳ khắc nghiệt, thường xảy ra hạn hán nghiêm trọng, gây thiệt hại lớn về kinh tế và khó khăn cho

đời sống của nhân dân

4 Độ ẩm tương đối trung bình năm ở phần lớn Tây Nguyên có giá trị từ

80-85%, có xu thế tăng theo độ cao địa hình ở vùng núi Ngọc Linh, cao nguyên Lâm

Đồng độ ẩm đạt 85-90%, còn ở thung lũng Sông Ba và bình nguyên Ea Súp chỉ đạt 75-80% Độ ẩm tương đối thay đổi rõ rệt trong năm Biến trình năm tương đối phù hợp với biến trình mưa và ngược với biến trình nhiệt độ Độ ẩm tương đối đạt giá trị lớn nhất (88-92%) vào tháng 8, 9 và thấp nhất (70-72%) vào tháng 2, 3

5 Lượng bốc hơi trung bình năm ở Tây Nguyên khác nhau giữa các vùng và

dao động trong khoảng 600-1.500 mm, lớn nhất là Buôn Ma Thuột (1.600 mm), gấp 3 lần lượng bốc hơi ở Đà Lạt Lượng bốc hơi đạt giá trị cao nhất vào thời kỳ khô nóng (tháng 3), nhỏ nhất vào từ tháng 8 đến tháng 10 Nhìn chung biến trình năm của lượng bốc hơi ngược với biến trình mưạ

6 Hướng gió ở Tây Nguyên thay đổi rõ rệt theo mùa: mùa mưa – hương

nam đến tây (180-270o), mùa khô - hướng bắc đến đông (0-90o). Tốc độ gió trên các cao nguyên (Pleiku, Đà Lạt, Buôn Ma Thuột ) đạt 4-6 m/s, ở các vùng trũng (Cheo Reo ) đạt 2-3 m/s Vào mùa đông, tốc độ gió lớn hơn vào mùa hè

2.2 Cấu trúc địa chất khu vực Tây Nguyên

Trong phạm vi khu vực nghiên cứu có mặt đầy đủ các thành tạo trầm tích, phun trào.xâm nhập, biến chất có tuổi từ Arkei đến Đệ tứ Các thành tạo Arkei, Proterozoi chỉ lộ ra ở Gia Lai, Kon Tum và Đắk Lắk, còn ở Lâm Đồng chủ yếu gặp các thành tạo Mesozoi và Kainozoi

2.2.1 Địa tầng

Bao gồm các địa tầng sau:

ARKEI – Phức hệ Kan Năck

Lộ ra chủ yếu dọc sông Ba, một ít gặp ở Kon Tum, gồm 3 hệ tầng:

* Hệ tầng Kon Cot (AR kc): chủ yếu là plagiogneis hai pyroxen, granolit mafie hai pyroxen xen các lớp mỏng đá phiến kết tinh cùng các thể enđerbit, charnockit

có ranh giới không rõ ràng Dày 700-1.100 m

* Hệ tầng Xu Lam Cô (AR xlc): gồm đá phiến plagioclas–biotit–hypersthen,

đá phiến thạch anh biotit-silimanit-granat-cordicrit, gneis biotit Dày 500-900 m

* Hệ tầng Đăk Lô (AR dl): gồm đá phiến thạch anh-biotit-simimanit, quarzit chứa graphit lớp mỏng đá hoa olivin, calciphyr, gneis biotit Dày 700 m

PELEOPRTEROZOI – Phức hệ Ngọc Linh

Phức hệ này lộ chủ yếu ở Kon Tum trên diện tích khoảng 1.600-1.700km2 thuộc dòng sông Pô Kô, bắc Kon Plong, ở Gia Lai thuộc nam Chư Sê, Ayun Pa, Trạm Cầu Mây, ở Đắk Lắk thuộc dòng bắc Ea Sup, M’Đrăk (khoảng 1.500-1.600 km2),

được chia ra làm 3 tầng:

* Hệ tầng Ia Ban (PR1 ib): gồm amphibolit phân lớp dày, chứa thấu kính gabroamphibolit, xen plagiogneis amphibol, gneis biotit, (amphibolit chiếm 60-70%) Dày 1.200-1.300 m

* Hệ tầng Sông Re (PR1 sr): gồm gneis biotit-horblend, plagiogneis biotit horblend amphibolit, đá phiến thạch anh-felspat-mica-cordierit Dày hơn 2.000 m

* Hệ tầng Tắc Pó (PR1 tp): gồm gneis biotit, đá phiến kết tinh, đá phiến thạch anh-biotit- silimanit, gneis biotit xen ít amphibolit, quarzit, lớp mỏng đá hoa, đá phiến tremolit Dày 1.000-2.500 m

MESOPROTEROZOI

* Hệ tầng Khâm Đức (PR2-3 kd): phân bố khoảng 750-800km2 ở Kon Tum (tây sông Pô Kô), ở Gia Lai (Ia Kren, Ia Le, Chưpah), bao gồm: amphobolit phần dải, xen đá phiến amphibol-plagioclas, plagiogneis amphibol, đá phiến disthen, chuyển lên plagiogneis mica, gneis hai mica silimanit-granat, đá phiến thạch anh – hai mica siliminit, đá calciphyr, quarzit, lớp mỏng amphibolit Dày 2.000-2.900 m NEOPROTEROZOI

* Hệ tầng Chư Sê (PR1 cs): lộ ở Chư Sê gồm đá phiến thạch anh – sericit – shungit xen quarzit serieit chuyển lên đá hoa đolomit Dày 900-1.000 m

PELEOZOI

* Hệ tầng Đăk Ui (Є du): lộ ở tây sông Pô Kô, gồm đá phiến thạch anh-sericit, đá phiến thạch anh-felspat, tập mỏng quarzit sericit chuyển lên đá phiến thạch anh-mica có granat đá phiến actinolit Dày 300 m

* Hệ tầng Đăk Long (Є -S dlg): lộ ra ở Đăk Long, tây Ngọc Hồi, Mo Ray, Chư Nam Bang (Kon Tum) và Đak Pne (Gia Lai); gồm chủ yếu là quarzit xen đá phiến thạch anh-sericcit, đá phiến set, đá hoa olivin Dày từ 400 m (Gia Lai) đến 1.000m (Kon Tum)

* Hệ tầng Đăk Lin (C1-P1 dl): lộ ra ở Đăk Lin (Đắk Lắk), chủ yếu là andesioporphiryl và tuf hạt mịn xen ít đá sét silic, sét bột kết, cát kết, cuội kết, aglomerat, sét vôi; chuyển lên andesitobazan, đacit, ryođacit, đá vôi, sét vôi, ngọc bích đỏ Dày hơn 600m

PALEOZOI thượng – mesozoi hạ

* Hệ tầng Chư Prông (P2-T1 cp): phân bố ở Chư Prông, Ia Kren, Thăng Đúc, Tiều Ten (Gia Lai), một ít ở Sa Thầy (Kon Tum) và đông bắc Ea Sup (Đắk Lắk) gồm chủ yếu là sạn kết tuf, aglomerat, andesit chuyển lên dacit, ryodacit, ryolit, felsit

và tuf của chúng Dày 500-600 m

MESOZOI

* Hệ tầng Mang Yang ( T2 my): lộ ra ở đèo Mang Yang, An Khê, tây Sa Thầy,

đông Măng Đen và hai cánh của nếp lối Đăk Lin Thành phần gồm các sản phẩm của núi lửa chiếm hơn 50%; ở dưới là cuội sạn kết, cát kết đa khoáng xen kẽ felsit, dacit, ryolit, tuf; ở trên là phiến sét, sét vôi, bột kết, albitophyr, porphyrit, cát kết Dày 700-800 m

* Loạt Bản Đôn: phân bố ở phía tây và nam Đắk Lắk, ở phía tây bắc và nam Lâm

Đồng, gồm 4 hệ tầng:

- Hệ tầng Đăk Bủng (J1 db): phân bố quanh nếp lồi Đăk Lin, rìa trũng Ea Sup gồm trầm tích hạt thô là cuội kết, sạn kết, cát kết Dày 250-300 m

- Hệ tầng Đăk Krông (J1 dk): lộ ở Bản Đôn – Ea Sup gồm bột kết vôi, cát kết vôi, sét bột kết, sét kết Dày 500-600 m

- Hệ tầng La Ngà (J2 ln): phân bố ở nam Bản Đôn, hồ Lăk, Krông Pắc kéo xuống Lâm Đồng, gồm cát kết, bột kết, đá phiến sét dạng dải Dày 700-800m

- Hệ tầng Ea Súp (J2 es): gặp ở trũng Ea Súp và vùng Bản Đôn gồm cát kết, bột kết, sét kết màu nâu đỏ Dày 500-1.000 m

* Hệ tầng Đèo Bảo Lộc (J3 dbl): lộ ở đèo Bảo Lộc, Di Linh, Gia Bạc, Tà Đùng, Krê Nô, gồm chủ yếu là andesit, andesit porphyrit, dacit, ryodacit và tuf của chúng Dày 500-600 m

* Hệ tầng Nha Trang (Knt): phân bố ở Cheo Reo gồm cuội sạn kết tuf, ryodacit, ryodacit xen tuf dung nham của chúng Dày 500-600 m

* Hệ tầng Đăk Rium (K2 dr): phân bố ở Lâm Đồng (Phú Hiệp, Đại Ninh, Tùng Nghĩa, Lâm Hà), gặp ít ở Kon Tum (Ngọc Pơ Kiêng), gồm cuội kết cơ sở, cát kết, cát bột kết, bột kết màu đỏ Dày 100-200 m

* Hệ tầng Đơn Dương (K2 dd): phân bố ở Đơn Dương, Đa Nhim, Trà Năng, núi

Tà Đùng, gồm đacit, ryodacit, felsit, anđesit và tuf của chúng, xen ít trầm tích nguồn núi lửa Chiều dày 1.200-1.350 m

KAINOZOI

* Hệ tầng Sông Ba (N13 sb): phân bố ở thung lũng địa hào Sông Ba (Gia Lai) từ Chư Sê kéo xuống Ayun Pa, Tuy Hòa Thành phần gồm: cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết chứa than, than nâu, gắn kết yếu Dày 50-500m

* Hệ tầng Di Linh (N13- N21 dl): phân bố ở Lâm Đồng thuộc các bồn Đại Lào,

Di Linh Thành phần gồm cát cuội sỏi kết chuyển lên bột kết, sét kết, sét bentonit, xen các lớp than nâu (3-4 lớp) và điatomit (4-6 lớp), lớp kẹp bazan tholeit với chiều dày 50-120 m (2-3 lớp) Dày 30-200 m

* Hệ tầng Đại Nga (òN dn): phân bố rộng rãi ở Lâm Đồng (Tân Rai, Di Linh, Bảo Lộc), Gia Lai (Kon Hà Nừng), Kon Tum (Kon Plong) và rải rác ở Đắk Lắk (M’Đrắk, Đăk Nông), các tầng thường được đặc trưng bởi 2 kiểu mặt cắt chính: kiểu thứ nhất phân bố rất rộng, thường chỉ gồm các tập bazan day xen những lớp bazan phong hóa, đánh dấu sự ngừng nghỉ của các đợt phun; kiểu thứ hai phân bố hẹp gồm các tập bazan xen kẽ với trầm tích đầm hồ mỏng, với cát hạt nhỏ, sét cát, sét bentonit và điatomit Đá phun trào chủ yếu là bazan pyroxene, bazan hypersthen, bazan augit-plagioclas, bazan olivine – augit – plagioclas Các loại này thường có dạng vi hạt, hoặc ẩn tinh, có cấu tạo khối đặc sít, đôi khi có cấu tạo

lỗ hổng, hoặc hạnh nhân Bề dày của hệ tầng có sự dao động lớn từ 20-30 m đến 400-500 m

* Hệ tầng Kon Tum (N2 kt): phân bố ở trũng Kon Tum và trũng Krông Pắc (Đắk Lắk) gồm cát kết, bột kết, sét kết xen kẹp các tập diatomit gắn kết yếu ở trũng Plei Mrông (Gia Lai) trầm tích dày này còn xen kẹp một đến hai tập bazan tholeit Chiều dày 40-200 m

* Hệ tầng Túc Trưng (òN2 – Q2 tt): tạo thành lớp phủ bazan rộng lớn ở Pleiku,

Đăk Nông, Buôn Ma Thuột, Tân Rai, Lán Tranh Mặt cắt của hệ tầng cũng gồm hai kiểu: kiểu thứ nhất gồm các tập bazan dày xen kẽ với các lớp bazan phong hóa thành đất đỏ đánh dấu các đợt ngừng nghỉ phun trào, phát triển trên phần lớn diện phân bố của hệ tầng; kiểu thứ hai gồm sét, sét cát, sét betonit, diatomit xen với các tập đá bazan, phát triển hạn chế ở một số nơi Đá bazan thuộc loại bazan olivine, bazan olivine-augit, đôi khi có các tập dăm kết tuf núi lửa ở phần dưới mặt cắt, còn

ở phần trên là bazan olivine – augit – plagioclas, plagioclas bazan sáng màu Đá thường có dạng vi hạt hoặc ẩn tính, cấu tạo khối đặc sít, xen các tập cấu tạo lỗ hổng hoặc hạnh nhân Bề dày dao động từ 20-30 m đến 300-400 m

Đệ tứ

* Trầm tích sông Pleistocen hạ (aQ1): là các thềm bậc IV dạng sót ở thung lũng Sông Ba (Gia Lai) và Đak Na (Kon Tum), gồm cuội, sạn, sỏi thạch anh, ít cuội granitoit, chuyển lên cát bột, dày 2-10 m

* Hệ tầng Xuân Lộc (òQII xl): phân bố ở các đỉnh vòm bazan, có nơi còn bảo tồn khá tốt các cấu trúc miệng núi lửa Thành phần là bazan olivine, bazan bọt, tuf, tro, dăm kết núi lửa Chúng được tạo thành ở Chư H’Đrông (Gia Lai), bắc Buôn Ma Thuột, Đăk Mil (Đắk Lắk), Đức Trọng, nam Đơn Dương (Lâm Đồng) Chiều dày 20-150 m

* Trầm tích sông Pleistocen trung- thượng (aQII-III): tạo thành thềm bậc II của Sông Ba, sông Pô Kô, và Đắk Bla Thành phần gồm: cuội, sỏi lẫn cát bột chuyển lên sạn, cát, sét Dày 2-5 m

* Trầm tích sông Pleistocen thượng (aQIII3): phân bố rộng dưới dạng thềm bậc II, III ở sông Ba, sông Pô Kô (Gia Lai, Kon Tum) và Trà Năng, Đa Dâng (Lâm

Đồng) Thành phần gồm cuội, sỏi, sạn, cát chuyển lên cát, bột sét Khu vực Trà Năng và Đa Dâng trầm tích này chứa vàng sa khoáng Chiều dày 5-15 m

* Trầm tích sông Holocen hạ- trung (aQIV1-2): phân bố hầu hết ở các thung lũng sông suối, tạo thành thềm bậc 1 của thung lũng Sông Ba, Đak Bla, Đăk Krông, Ia

Hlco Thành phần: cuội, sỏi, cát đa khoáng, cát sét bột chuyển lên sét bột Dày 6-9

m

* Trầm tích sông đầm lầy Holocen trung- thượng (abQIV2-3): phát triển ở Pleiku, Knông Ana, Krông Pắc Thành phần gồm: cát, bột, sét, mùn thực vật, sét than, than bùn Dày 0.5 m

* Trầm tích Holocen thượng (aQIV3): tạo thành dải cuội sỏi ven lòng hoặc dải cát bãi cao Dày 0,5-3 m

* Trầm tích sông- sườn tích Holocen (adQIV): phát triển ở Lâm Đồng gồm trầm tích sông suối của thềm bậc I, bãi bồi cao Thành phần là tảng, cuội, sỏi, cát, sét chứa khoáng vàng, thiếc, đá quý Dày 3-5 m

* Trầm tích Đệ tứ không phân chia (aQ): phát triển ở Đắk Lắk thuộc vùng hồ Lăk, Krông Pắc, Krông Ana gồm cuội, sạn, cát lẫn ít bột sét Dày 2-10 m

* Phức hệ Tả Vi (νPRI-∈1 tv): ở bắc Kon Tum gồm gabroamphibolit

* Phức hệ Trà Bồng (γδ PR1-∈1 tb): phổ biến ở đông bắc Kon Tum gồm

đioritogneis, granodioritogneis, plagiogranitogneis

* Phức hệ Chu Lai (γmPR3-∈1 cl): gồm granitogneis, granit migmatit, granit 2 mica gặp ở Sa Thầy, Ia Le

* Tổ hợp Ophiolit Plei Weik (Oph PR1-∈1pw): lộ ra ở Plei Weik, gồm đá phiến actinolit- clorit, amphibolit, đá phiến tremolit, đá phiến talc, đá phiến sét, đá phiến silic

* Phức hệ Hiệp Đức (δPR3-∈1hd): phổ biến dọc đứt gãy Pô Kô, đông bắc Gia Lai gồm đunit, periodotit, pyroxenit

* Phức hệ Ngọc Hồi (ν∈nh): lộ ra ở Ngọc Hồi gồm gabro, gabropyroxenit, gabrodiabas

* Phức hệ Diên Bình (δγS db): gặp ở bắc Kon Tum gồm điorit, granođiorit, granit biotit

* Phức hệ Bến Giằng – Quế Sơn (δγξ PZ bg-qs): phân bố rộng ở bắc Kon Tum, Gia Lai, đông bắc Đắk Lắk gồm điorit, granođiorit biotit horblend

* Phức hệ Vân Canh (γξ T2 vc): phân bố rất rộng ở Gia Lai, Kon Tum, Đắk Lắk gồm granomonzonit, monzonit thạch anh, granit biotit, granosyenit

* Phức hệ Hải Vân (γξ T2 hv): gặp ở Măng Buk gồm granit biotit, granit hai mica, granit alaskit

* Phức hệ Định Quản (δγJ1 dq): ở đông nam Đắk Lắk và phổ biến ở Lâm Đồng, gồm điorit horblend, granodiorit horblend biotit, ít granit biotit-horblend

* Phức hệ Đèo Cả (γδξK đc): phân bố rất hạn chế gồm granitđiorit, granit, granosyenit

* Phức hệ Bà Nà (γK2 bn): gặp ở bắc Kon Tum, gồm granit biotit, granit hai mica

* Phức hệ Cà Nà (γK2 cn): ở hồ Lăk, Đà Lạt, bắc đèo Bảo Lộc, gồm granit biotit hạt vừa đến lớn, granit hạt nhỏ

* Các thành tạo xâm nhập Kainozoi: gồm phức hệ Măng Xim (γξP mx) và các đai mạch thuộc phức hệ Phan Rang (γIIP pr), phức hệ Cù Mông (νIIN cm) và Phước Thiện (νàN pt) chủ yếu là granit, granosyenit porphyry, syenit và ít gabronnit,

2.2.3 Kiến tạo

a Vị trí kiến tạo:

Khu vực nghiên cứu thuộc 3 đới kiến tạo của miền Nam Việt Nam mà ranh giới

là các đứt gãy kề nhau gần liên tục nằm trong tỉnh Đắk Lắk

* Đới Kon Tum: nằm ở phía nam kéo từ M’Đrăk, Ia Hleo vòng lên Ea Súp, chiếm toàn bộ diện tích tỉnh Gia Lai và Kon Tum; ở phía bắc tiếp xúc với đới Quảng Nam

- Đà Nẵng Đứt gãy sau Hưng Nhượng – Tả Vi (ngoài diện tích nghiên cứu) Đới này là một khối vỏ lục địa Tiền Cambri, nâng vững bền trong suốt Paleozoi, bị hoạt hóa magma kiến tạo mạnh theo kiểu rìa lục địa tích cực trong Paleozoi muộn – Mesozoi sớm và Mesozoi muộn – đầu Kainozoi

* Đới Srêpôk: chiếm diện tích nhỏ ở tây Đắk Lắk, thuộc nếp vồng Đăk Lin là một kiểu vỏ lục địa Paleozoi muộn – Mesozoi sớm nằm trong nhánh phía đông của

đai Đông Miến Điện- Malaysia

* Đới Đà Lạt: tiếp xúc với đới Kon Tum ở phía bắc, đới Srêpôk ở phía tây bắc, kéo xuống phần nam tỉnh Đắk Lắk và toàn bộ diện tích tỉnh Lâm Đồng Đới này là một khối vỏ lục địa Tiềm Cambri bị sụt võng trong Jura sớm- giữa và trải qua hoạt hóa kiến tạo mạnh trong Mesozoi muộn - đầu Kainozoi

b Các tập hợp thạch kiến tạo:

* Tiểu Cambri: gồm thoạt tiên là các đá granulit gneis tuổi ảkei, thành tạo trong cảnh rìa lục địa nguyên thủy, chuyển lên các đá phun trào trung tính bị biến chất sâu đi cùng với granit tuổi Paleloproterozoi, các tập hợp xáo trộn vật liệu vỏ đại dương , cung đảo và vật liệu trầm tích ở bồn nền

* Paleozoi-Mesozoi hạ: gồm tập hợp các trầm tích vụn cùng phun trào tưong phản

đi cùng với xâm nhập gabro có tuổi chung là Cambri-Silur, thành tạo trong bối cảnh mở ra trên vỏ lục địa tiền Cambri Tập hợp trên chuyển lên tập hợp các đá nguồn núi lửa trung tính-felsie tuổi P2-T1 đi kèm xâm nhập granitoid kiểu I đặcc trung cho bối cảnh rìa lục địa tích cực kiểu Andes, chúng chuyển lên tập hợp đá lục địa, á lục thô tạp và phun trào felsic tuổi Trias giữa đi kèm granit kiểu 1 và 1-S,

đặc trưng cho bối cảnh tạo núi sau va chạm

* Mesozoi thượng: gồm các trầm tích lục nguyên Jura hạ- trung, thành tạo ở ven

1 bồn vũng vịnh trong bối cảnh rìa lục địa thụ động, chúng bị phủ bởi các thành

tạo phun trào vôi- kiềm Jura thượng, đi cùng với xâm nhập granitoid kiểu I, đặc trưng cho bối cảnh 1 cung magma của rìa lục địa tích cực

* Kainozoi: các trầm tích lục địa Neogen được thành tạo trong các bồn liên quan

đến các đứt gãy trượt- bằng, các hệ tần bazan Pliocen- Pleistocen được thành tạo trong trường căng giãn, làm mỏng vỏ, có liên quan đến sự nóng chảy vỏ dưới Các trầm tích Đệ tứ ở đồng bằng ven biển đặc trưng cho bối cảnh rìa lục địa thụ động

c Các khối địa chất

* Đới Kon Tum: gồm các khối Ngọc Linh, Đăk Lây – Sa Thầy, Ngọc Tuôm,

Kon Tum, Đak Đơ Rây, Kon Hà Nừng – Kim Sơn, Đak Bla, An Khê, Cheo Reo, Chư Sê, Pleiku, Ea Sup, Ma Đ’răk – Sơn Hóa

* Đới Srêpôk: có mặt khối Đăk Lin – Cơ Mơ Rông

* Đới Đà Lạt: gồm các khối Bản Đôn, Buôn Ma Thuột – Krông A Na, Bù Prang,

Blao, Cát Tiên, Krông Pha – Trà Năng, Đơn Dương và Ankroet – Di Linh

Đầm- Phú Sơn, Bình Châu- Đăk Mơri Các đứt gãy này đều có mặt trượt thẳng

đứng với sự dịch ngang phải

* Nhóm đứt gãy theo phương tây bắc- đông nam: lớn nhất là đứt gãy trượt Pô Kô- Sông Ba, ngoài ra còn có các đứt gãy Đăk Long, Đăk Nông- Đăk Mil, Di Linh- Phan Rí, Liên Khương – Tuy Phong Đứt gãy Pô Kô- Sông Ba là đứt gãy thuận, tạo nên địa hào hẹp, được lấp đầy bởi các trầm tích Neogen

* Nhóm đứt gãy theo phương đông bắc- tây nam: gồm các đứt gãy lớn Rạch Giá- Buôn Ma Thuột, Vĩnh Long- Tuy Hòa, và một số đứt gãy khác quy mô từ trung bình đến nhỏ Chúng đều có mặt trượt hầu như thẳng đứng với sự dịch chuyển băng trái

2.2.4 Một số kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý:

Có thể thấy: đất sụt cũng như các hiện tượng sụt, trượt đều diễn ra trong lớp

vỏ phong hóa ở Việt Nam nói chung, trong điều kiện phong hóa nhiệt đới ẩm, quá trình phong hóa diễn ra rất mạnh, làm biến đổi sâu sắc các đá gốc lộ ra trên mặt

đất Dưới tác dụng của tác nhân phong hóa, các khoáng vật nguyên sinh đá được thành tạo ở điều kiện nhiệt độ cao, áp suất lớn bị biến đổi thành các khoáng vật thứ sinh tồn tại trong điều kiện mới Chính sự biến đổi thành phần phong hóa đã dẫn tới những biến đổi tiếp theo về thành phần hóa học, kiến trúc, cấu tạo, trạng thái, các tính chất cơ lý của đá và hình thành nên đặc tính mới của đất phong hóa Vì thế, để phân tích các chỉ tiêu cơ lý của đất đá Nhìn chung, vỏ phong hóa - Tính chất cơ lý của đất đá - trong khu vực phụ thuộc chính vào thành phần thạch học - Khoáng vật, cấu tạo, kiến trúc của đá mẹ, phụ thuộc vào điều kiện địa hình, địa mạo và địa chất thủy văn của khu vực

Từ đặc điểm địa chất, phân bố và cấu tạo của đá gốc, có thể chia vỏ phong hóa của khu vực Tây Nguyên thành các đới như sau:

a) Đới vụn mịn (đất) gồm chủ yếu là các khoáng vật thứ sinh có tính chất khác hẳn với đá gốc đã sinh ra nó như: có tính dẻo, sức chống cắt nhỏ, hệ số thấm

d) Đới nguyên khối có tính chất gần như đá gốc Tính chất phân đới và chiều dày của nó phụ thuộc vào điều kiện địa chất, đá gốc, địa hình

Sự hình thành tính chất cơ lý của đất đá theo từng dạng của đá gốc được biểu hiện khá rõ rệt Theo đặc điểm các thành tạo của đá gốc khu vực có thể chia thành các dạng cấu trúc địa chất của vỏ phong hóa như sau:

2.2.4.1 Vỏ phong hóa từ các đá mắc ma:

Trong khu vực thường phân bố các loại đá mắc ma của phức hệ Đại Lộc gồm các đá: Granit, Granito-gownai, granit bị micmatit hóa, granit pecmatoit, riolit, bazan, ở trạng thái tươi chúng rất rắn chắc, cấu tạo dạng khối đặc sít Các tính chất cơ lý đặc trưng của chúng có thể thống kê trong bảng 2.5:

Bảng 2 1: Các chỉ tiêu cơ lý của đá mắc ma tươi

Chỉ tiêu

Đá

W (%)

Rk(kG/cm 2 ) Granit 0.05 2.59-2.64 2.68-2.77 150-1243 185-290 Granito - gơnai 0.15 2.60-2.65 2.68-2.74 1131-1512 179-275 Granit - pecmatoit 0.04 2.56-2.63 2.70-2.78 862-1728 80-260 Pecmatit 0.10 2.56-2.68 2.69-2.73 638-1253 85-145 Lamprofia 0.25 2.58-2.66 2.70-2.80 750-1649 92-155 Riolit 0.17 2.58-2.65 2.72-2.90 650-1340 100-250 Các khối đá mắc ma tươi có độ ẩm rất thấp, dung trọng hạt rất lớn và đặc biệt là

độ bền cơ học cao

Đối với các khối mắc ma lộ trên mặt, Khi bị phong hóa, tính phân đới phong hóa biểu hiện không rõ rệt Thường ít thấy đới vụn mịn còn đới vụn thô chỉ dày 0,5-1,0m Nhiều trường hợp đới vụn thô bị bóc mòn Đới khối tảng khó phân biệt với đới nguyên khối và đá gốc mà chỉ phân biệt được do sự biến đổi về độ bền cơ học của đất đá Trong trường hợp này có thể phân thành 4 đới phong hóa gồm: + Đới 1 - Đới vụn mịn - Đất phong hóa ở trạng thái bở rời, chiều dày đới trung bình là 30m Trong đất chứa khoảng 20% dăm vụn phong hóa Đặc trưng là có độ

ẩm tự nhiên rất thấp, đất nhẹ

Bảng 2 2: Các chỉ tiêu của đất phong hóa đới vụn mịn - của đá mắc ma

Chỉ tiêu

Sản phẩm

phong hóa

W (%) γ

(g/cm 3 )

γ k (g/cm 3 )

∆

(kG/cm 2 )

e Wch (%)

Wch (%) c

(g/cm 2 )

ϕ

(độ)

a (cm 2 /kG)

Granit 29.5 1.71 1.32 2.72 1.1 48 30 0.35 17 0.032

Granit - gơnai 22.5 1.64 1.34 2.29 1.41 45 24 0.32 28.14 0.026

Granit - pecmatoit 28.5 1.65 1.28 2.73 1.08 47 30.5 0.45 29.21 0.032

Lamprofia 21.7 1.7 1.40 2.74 0.92 40 29 0.42 16.5 0.035

Riolit 22.5 1.76 1.44 2.72 1.00 42 23.5 0.25 26.3 0.030 Bazan 26 1.52 1.21 2.76 1.52 58 28 0.2 17.2 0.012

+ Đới 2 - Đới vụn thô - Được đặc trưng bởi thành phần khoáng vật chủ yếu là Fenpat và một phần fenpat bị kaolinit hóa chuyển thành kaolin Fenpat thường bị

vỡ vụn thành các mảnh sắc cạnh, kích thước có thể tới 5cm Vì là đới vỡ vụn nên không thể xác định được các chỉ tiêu cơ lý Chiều dày trung bình của đới là 20m + Đới 3 - Đới khối tảng - Được đặc trưng là đá nứt nẻ mạnh, trong đá không có các khoáng vật kaolinit, đá gốc bị chuyển hóa 1 phần thành fenpat Bề dày trung bình của đới là 15-20m

Bảng 2 3 Các chỉ tiêu cơ lý của đất phong hóa đới khối tảng - của đá mắc ma

Sản phẩm Phong hóa của đá

2.2.2 Vỏ phong hóa từ các đá biến chất:

Các đá biến chất trong khu vực Tây Nguyên chủ yếu là thành tạo do khối macma của phức hệ Đại Lộc xuyên cắt vào đá trầm tích của hệ tầng AVương Thường thấy là các đá phiến thạch anh-xêrixít, đá phiến sét, đá xâm nhập Granít cấu tạo dạng Gơnai phân bố chủ yếu ở các khu vực giao cắt của khối mắc ma xuyên cắt vào hệ tầng A Vương Nói chung, các đá thường bị vò nhàu và uốn nếp mạnh Vỏ phong hóa của các đá biến chất trong khu vực có thể phân thành 4 đới như sau:

+ Đới 1 - Đới vụn mịn - chủ yếu là loại sét pha nhiều bụi, bị laterit hóa Bề dày

(g/cm 3 )

γ k (g/cm 3 )

∆

(kG/cm 2 )

e Wch (%)

Wch (%) c

(g/cm 2 )

ϕ

(độ)

a (cm 2 /kG)

Gơnai 26.5 2.1 1.66 2.75 1.10 48.5 30.2 0.34 27.16 0.022

Đá phiến thạch 27.2 1.73 1.36 2.83 1.10 52.0 32.5 0.28 22.3 0.029

Bảng 2 5: Các chỉ tiêu cơ lý của đất phong hóa đới vụn thô - của đá biến chất

Bảng 2.6: Các chỉ tiêu cơ lý của đất phong hóa đới khối tảng - của đá biến chất

Sản phẩm Phong hóa của

+ Đới 4 - Đới nguyên khối - Đặc trưng chủ yếu là đá rắn chắc, Đới có chiều dày trung bình khoảng 33.2m phân bố ở độ sâu từ 31.8 đến 65m

Bảng 2.7: Các chỉ tiêu cơ lý của đất phong hóa đới khối tảng - của đá biến chất

Sản phẩm Phong hóa của

chung của vỏ phong hóa của khu vực Tuy nhiên bằng mắt thường chỉ có thể phân biệt được đới vụn mịn và đới vụn thô Rất khó phân biệt được đới khối tảng và đới nguyên khối, sự chuyển tiếp giữa đới nguyên khối và đá gốc rất từ từ Các đặc

điểm của vỏ phong hóa từ đá trầm tích được tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 2.8: Bảng các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng các đới phong hóa từ đá trầm tích

Đới

phong

hóa

Chiều dày trung bình đới

Các chỉ tiêu cơ lý

W

σn (kG/cm 2 ) σ k

(kG/cm 2 )

c (kG/cm 2 ) ϕ

(độ)

Đới vụn

0.97

0.42- 28.23

21.32-Đới vụn

13.07

12.45- 1.10

1.08- 3.56

1.63- 38.10

27.31-Đới khối

45.2

19.7- 12.50

1.39-7.00 - 18.50

40.20

Một trong những nguyên nhân có tính chất quyết định đến sự trương nở của mẫu

đất là do lượng chứa hạt sét cao từ 47-84% - có thể do đất phong hóa từ các đá trầm tích có nguồn gốc sét, sét pha hạt mịn Do hàm lượng hạt sét cao, tổng diện tích bề mặt hạt lớn nên nước trong đất ở dạng liên kết là chủ yếu Khi đất bị thấm nước màng nước liên kết tăng lên rất nhiều => làm tăng thể tích mẫu đất lên tương ứng

Mặt khác hiện tượng trương nở còn phụ thuộc vào khí hậu khu vực - mùa mưa

và mùa khô phân chia rõ rệt Mùa khô khắc nghiệt, lượng mưa ít, cường độ gió cao

và liên tục, địa hình sườn dốc nên độ ẩm ban đầu trong đất rất nhỏ, vào mùa mưa

độ ẩm không khí cao, lượng mưa lớn khi đất nền gặp nước gây ra sự trương nở tạo thành những khối trượt trong tầng phong hóa của vỏ phong hóa từ đá trầm tích Dưới tác dụng của hiện tượng trương nở, một mặt độ bền của đất giảm rõ rệt c = 0.42 - 0.97 kG/cm2 giảm xuống còn 0.05 - 0.3kG/cm2; góc ma sát trong từ 21.32 - 28.23 độ giảm xuống còn 6.0-11.5 độ Mặt khác, khối đất bị biến đổi thể tích thường tăng thể tích trung bình từ 10.8% - 18.5% (có thể tới 36%) là những nguyên nhân tạo thành các khối trượt trong các đá trầm tích

Qua nghiên cứu vỏ phong hóa trong các đá phổ biến ở khu vực có thể nhận xét như sau:

+ Các khối trượt xảy ra chủ yếu là trong vỏ phong hóa các đá mẹ là đá trầm tích,

ở những nơi có độ dốc sườn lớn Đất phong hóa trong đó có hiện tượng trương nở lớn, bị tiếp xúc trực tiếp với nguồn gây ẩm

+ Các loại đất trong vỏ phong hóa từ đá mắc ma và đá biến chất đều có chỉ tiêu cơ lý tương đối tốt, ít có khả năng gây nên hiện tượng sụt, trượt

2.3 Phân loại hiện tượng sụt đất trên đường Hồ Chí Minh, đoạn qua khu vực Tây Nguyên

Đường Hồ Chí Minh đi qua các vùng có địa hình khó khăn, có mức độ chia cắt mạnh, các điều kiện khí hậu thủy văn và địa chất khá phức tạp, không ổn định, vì vậy nhiều sự cố sụt trượt đã xảy ra Về cơ bản các hiện tượng sụt trượt có thể chia

ra thành các loại chủ yếu sau:

2.3.1 Sụt lở:

Sụt lở là hiện tượng đất đá trên sườn dốc hoặc trên mái dốc chuyển dịch về phía dưới không theo một mặt tựa nào rõ ràng, hoặc không có mặt trượt và không duy trì nguyên khối, đất đá có thể rơi tự do, lăn, đổ một cách đột ngột, tức thời nhưng cũng có thể lở, tróc dần, tích tụ lại phía dưới chân dốc Sụt lở như vậy cũng có thể bao gồm các trường hợp khác nhau như sau:

- Sụt lở các tảng, khối đá cứng (đá đổ, đá lăn): hiện tượng này chủ yếu do giảm yếu cường độ liên kết tại các mặt cấu tạo của đá khiến cho từng tảng, từng khối đá tách khỏi đá gốc rơi xuống Hiện tượng này rất phổ biến và có tác hại trầm trọng khi các mặt cấu tạo của đá nằm theo hướng gần thẳng đứng, khi giưa các mặt tầng

đá có xen kẽ các lớp kẹp đất dễ thấm nước và có nhiều cây mọc từ khe nứt, khi

vùng núi tuyến đường đi qua có nhiều đoạn tầng, nhiều vách đá cheo leo phong hóa nặng nề, kẽ nứt phát triển

Đá đổ, đá lăn có thể làm mất đường, tắc đường và đe dọa các phương tiện giao thông, đặc biệt nguy hiểm ở chỗ chúng có thể xảy ra đột ngột, nhanh và tạo ra

động năng lớn

- Sụt lở đất hoặc đất lẫn đá rời rạc thường xảy ra ở các sườn dốc hoặc mái dốc có

độ dốc lớn, ở các tầng sườn tích bị xói hoặc khoét mất chân gây sụt lở đột ngột

- Tróc lở đất đá: khác với hai trường hợp trên, nguyên nhân gây phá hoại ở đây không phải do bản thân cấu tạo địa chất bất lợi mà chủ yếu là do tác dụng phong hóa bề mặt, tác dụng của nước mặt bào mòn và tác dụng của nước ngầm chảy lộ trên bề mặt sườn dốc hoặc mái dốc, kết quả là đất đá bị tróc lở dần dần tích tụ lại dưới chân dốc v mặt dốc ngày càng bị phá hoại trầm trọng (mặc dù không xảy ra

đột ngột và không gây nguy hiểm tức thời nhưng lâu dài sẽ dẫn đến sụt lở lớn) Trường hợp này hoàn toàn có thể xảy ra ngay cả trên các sườn và mái dốc thoải

2.3.2 Trượt:

Trượt là hiện tượng đất đá trên sườn dốc và mái dốc chuyển dịch xuống phía dưới chân dốc theo một hoặc một vài mặt trượt rõ rệt, thường với tốc độ chậm (1-2m mỗi tháng hoặc có khi chỉ 1-2m mỗi năm), trừ phi ở giai đoạn cuối có thể đột ngột di chuyển nhanh Hiện tượng trượt xảy ra thường do rất nhiều nguyên nhân phức tạp, hậu quả là phá hoại ổn định của sườn dốc trên một phạm vi nhất định làm cho đất đá bị nứt nẻ, đùn đống tạo nên bậc cấp trên bề mặt sườn dốc khiến cho nền đường bị phá hoại hoặc dịch chuyển cả đoạn dài Những trường hợp trượt trên sườn dốc với quy mô lớn như vậy người ta gọi là trượt sườn

Tùy theo cơ chế trượt người ta chia ra hai trường hợp: trượt nguyên khối và trượt không nguyên khối Mỗi trường hợp này lại phân thành các loại hình trượt khác nhau

Trượt nguyên khối là trường hợp trong toàn bộ quá trình trượt, khối đất đá trượt

về cơ bản vẫn duy trì nguyên khối hoặc chỉ tách ra thành vài khối lớn Loại trượt này thường xảy ra khi cấu tạo sườn dốc có các mặt yếu như mặt đứt gẫy, lớp kẹp mềm yếu, mặt các lớp trầm tích, đồng thời đất đá trong khối trượt tương đối vững chắc Tùy theo dạng mặt trượt có thể chia ra: trượt quay khi mặt trượt có dạng cong, trượt phẳng khi mặt trượt tương đối phẳng Trượt phẳng thường xảy ra theo mặt các lớp đất đá, ví dụ lớp đá cứng trượt trên mặt lớp đất sét hoặc sét mềm yếu nằm ở phía dưới

Cần phân biệt rõ ràng hai loại trượt quay và trượt phẳng vì biện pháp phòng chống hai loại trượt này hoàn toàn khác nhau

Trượt không nguyên khối là trường hợp khối đất đá khi di chuyển trên mặt trượt

bị biến dạng, xáo động đáng kể, khối trượt bị vỡ thành nhiều phần nhỏ hoặc nhiều mảnh vụn Như vậy loại trượt này khác với sụt lở ở chỗ đất đá di chuyển theo mặt trượt rõ rệt và với tốc độ chậm không đột ngột Trượt không nguyên khối xảy ra phụ thuộc vào đặc điểm cấu trúc địa chất của sườn dốc, ví dụ như trường hợp trượt tầng phủ nằm trên nền đá gốc của bờ dốc

2.3.3 Trôi:

Trôi là hiện tượng đất đá chảy thành dòng trên sườn dốc xuống phía dưới, dòng

đất đá có thể bao gồm đá tảng, đá hòn, cuội, sỏi, cát và đất Tùy theo mức độ chứa lẫn nước khi trôi, thường phân biệt hai trường hợp: dòng đất đá khô và dòng ướt

Dòng khô thường là các sản phẩm phong hóa vật lý rời rạc ( hàng triệu m3) từ

các vách núi cao di chuyển liên tục trong thời gian nhất định xuống tích tụ ở phía dưới sườn dốc và tạo nên những khối tích tụ đá mảnh ( khác với hiện tượng đá đổ ở chỗ đá mảnh di chuyển liên tục thành đợt trong một thời gian nhất định) Trong quá trình di chuyển, các sản phẩm rời rạc này thường tự phân tuyển theo kích cỡ, khiến cho các khối tích tụ đá có một đặc trưng rất dễ thấy, đó là các mảnh đá to thường nằm phía dưới cùng rồi đến các mảnh vừa, còn các mảnh nhỏ thì tập trung

ở phía trên Các khối tích tụ đá mảnh như vậy còn có thể được tạo ra do kết quả trượt hoặc sụt lở lớn từ trên núi cao

Khi tuyến đường đi qua sườn dốc có các khối tích tụ đá mảnh thì phải khảo sát, thiết kế tỉ mỉ Các sườn tích tụ đá này rất dễ mất ổn định do độ dốc của chúng thường trong trạng thái cân bằng giới hạn Nếu nền đường thiết kế không thích hợp, làm mất chân khối tụ đá hoặc gây quá tải trên các khối đó thì đường sẽ bị phá hoại, không những thế còn có thể làm cho đất đá tiếp tục chảy gây nên những hậu quả không lường trước được

Dòng ướt là trường hợp các sản phẩm phong hóa, sụt lở và trượt trên các lưu vực

dốc và trơ trụi, ít cây cỏ, gặp điều kiện mưa lũ lớn tạo thành dòng đất đá lẫn bùn chảy ồ ạt xuống khe suối dồn ra cửa khe tạo nên các bãi lũ tích Trường hợp này thường được gọi là dòng lũ bùn đá Dòng lũ bùn đá có thể tràn lấp cầu và nền

đường đi trong thung lũng, ở những đoạn thung lũng hẹp, bùn đá bị ứ tắc gây nước dềnh lam ngập nền đường, kết quả là các công trình cầu, cống và nền đường

đều có thể bị phá hoại

Các hiện tượng nói trên đều là các hiện tượng địa chất bất lợi và rất phổ biến trên các tuyến đường vùng núi Tuy phân biệt thành các loại khác nhau nhưng chúng đều có đặc điểm chung là xảy ra do sự phá hoại trạng thái cân bằng của bản thân các khối đất đá trên sườn dốc dưới tác dụng của phong hóa và của nước mặt hoặc nước ngầm Điều kiện cấu trúc địa chất càng bất lợi, sườn dốc có độ dốc càng

lớn, tác dụng phong hóa và tác dụng của nước càng mạnh thì các hiện tượng đó càng dễ xảy ra, quy mô của chúng càng lớn và mức độ càng trầm trọng

Vì có đặc điểm chung như vậy nên ở vào một thời điểm nhất định, tại mỗi vị trí

cụ thể có thể đồng thời xảy ra một số hiện tượng nói trên, nhất là trượt và sụt lở

Do đó thường quan sát thấy các hiện tượng hỗn hợp, ví dụ trượt lở, trượt chảy tầng phủ cho nên trong thực tế không nên đòi hỏi phân loại quá rạch ròi mà chỉ nên phân tích để thấy hiện tượng nào chiếm ưu thế tại mỗi vị trí để có biện pháp nghiên cứu và xử lý thích hợp nhất

2.4 Tìm hiểu bản chất hiện tượng sụt đất trên đường Hồ Chí Minh, đoạn qua khu vực Tây Nguyên

Hiện tượng sụt trượt trên đường Hồ Chí Minh, đoạn qua khu vực miền Trung và Tây Nguyên rất đa dạng, tuy nhiên có thể phân ra 2 nguyên nhân chính như sau:

- Do ảnh hưởng của cấu trúc địa chất

- Do địa hình và độ dốc taluy

- Do ảnh hưởng của nước mặt và nước ngầm

2.4.1 ảnh hưởng của cấu trúc địa chất :

Từ các đặc điểm địa chất của khu vực Tây Nguyên có thể thấy cấu trúc địa chất

là một trong những nguyên nhân lớn dẫn đến hiện tượng sụt trượt tại khu vực này Các lớp đất đá có thành phần thạch học chủ yếu là cát kết, sỏi kết, cuội kết vốn bị

vò nhầu và nứt rạn kiến tạo, lại chịu thêm tác dụng của phong hóa đã trở thành các

đới từ khối tảng đến vụn mịn với khả năng chịu lực kém và tính thấm nước cao Dưới tác động bất lợi của nước mặt và nước ngầm, khả năng chịu lực của mái dốc với thành phần địa chất gồm các đới này càng suy giảm đáng kể

Khi còn nằm nguyên tại chỗ chưa khai thác thì lớp vỏ phong hóa có thể đứng yên và vẫn ổn định, nhưng do con người khai thác đào chân mái dốc đã làm mái dốc mất khối chân tỳ, khả năng chịu lực của mái dốc kém dẫn đến hình thành sự chuyển dịch của lớp vỏ phong hóa gây ra hiện tượng sụt trượt

2.4.2 ảnh hưởng của địa hình và hình dạng mái taluy :

Theo quy trình thiết kế 4054-98, độ dốc của mái đường đào phụ thuộc vào điều kiện cấu tạo địa chất và chiều cao của mái taluy, cụ thể như sau:

Loại đất đá Chiều cao mái dốc nền

đào (m)

Độ dốc lớn nhất của mái

dốc

1 Đá cứng

Như vậy theo quy trình độ dốc mái taluy được xác định dựa vào địa chất và chiều cao mái taluy với chiều cao mái taluy quy định từ 6-12m Nếu thiết kế tuân theo đúng tiêu chuẩn TCVN4054-98 thì vấn đề ổn định mái taluy dễ dàng được

đảm bảo, nguyên nhân vì độ dốc mái taluy lúc này sẽ có giá trị tương đương với góc nội ma sát của đất đá cấu tạo mái taluy

Tuy nhiên, trên các tuyến đường hiện nay nói chung và trên đường Hồ Chí Minh nói riêng, độ dốc mái ta luy đào hiện đang sử dụng hầu hết đều lớn hơn độ dốc cho phép, chiều cao mái ta luy nền đường đào cũng lớn hơn nhiều so với quy định trong quy trình TCVN4054-98 Việc thiết kế đánh bậc cấp trên mái taluy để tăng

độ ổn đinh mái taluy chưa được thực hiện đầy đủ Đồng thời cấu tạo địa chất công trình khu vực đường Hồ Chí Minh đi qua cũng rất phức tạp, chiều dày tầng phủ lớn

và thay đổi, thế nằm của đất đá nhiều khi dốc ra phía ngoài sườn dốc, gây bất lợi cho ổn định mái dốc Từ đó dẫn đến sụt trượt thường xuyên xảy ra và khó kiểm soát

Một nguyên nhân khác có liên quan là khi thi công đường, việc thi công xây dựng đã gây mất ổn định cân bằng tự nhiên vốn có của sườn dốc Mái dốc tự nhiên ban đầu hoặc mái dốc nền đường cũ qua thời gian dài đã gần đạt trạng thái cân bằng, tương quan giữa các mô men giữ và mô men gây trượt đối với 1 điểm nào đó

ít ra là ngang nhau Khi tiến hành xây dựng tuyến đường có đoạn tuyến đi bám theo đường cũ, có đoạn cải tuyến hoặc mở tuyến mới để đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật, hầu hết các trường hợp đều phải mở rộng nền đường Song song với việc làm

đường là việc xén dần đất ở chân bờ dốc phục vụ cho việc xây dựng các công trình dân dụng dọc theo đường Những việc này đòi hỏi phải đào hoặc đắp các khối đất trên bờ dốc làm thay đổi địa hình bờ dốc, làm thay đổi sự phân bố ứng suất trên mặt bờ dốc, từ đó phát sinh các khe nứt phát triển gần song song với bề mặt mái

dốc tạo nên nhiều mặt yếu Chính dọc theo các khe nứt này hiện tượng dịch chuyển đất đá thường xảy ra hình thành sụt lở và sụt trượt Hiện tượng này xảy ra khá nhiều trên đường Hồ Chí Minh, tiêu biểu như vị trí Km432+130 – Km432+290, hiện tượng sụt trượt đã xảy ra khá nghiêm trọng

Khi thi công bạt mái taluy, cắt cơ mái dốc, lớp phủ bảo vệ bề mặt mái dốc ban

đầu bị phá hoại, diện tích bề mặt mái dốc tăng lên, diện tiếp xúc của đất đá với môi trường tăng lên, bề mặt mái dốc lại không được bảo vệ cẩn thận làm cho quá trình phong hóa và xói lở có điều kiện phát triển mạnh mẽ ảnh hưởng đến độ ổn

định của mái dốc, thúc đẩy quá trình sụt trượt xảy ra Tiêu biểu cho hiện tượng này

là các vị trí Km518+825 – Km518+842, Km522+000 – Km523+000

Việc đổ đất đá thải trong quá trình thi công cũng cần được quan tâm đúng mức, hiện nay khi thi công đường, hầu hết đất đá thải đào ra được đổ trực tiếp xuống taluy âm Phần đất thải này không được đầm nén cẩn thận mà chỉ chất đống tự nhiên trên taluy âm, khi gặp mưa kéo dài sẽ ngậm nước, trọng lượng khối đất sẽ tăng lên đáng kể, làm thay đổi trạng thái ứng suất trên bề mặt mái dốc, gây tải trọng rất bất lợi cho taluy nền đường Ngoài ra phần đất thải ngậm nước này còn tạo điều kiện cho nước ngấm vào nền đường, gây ra các biến dạng taluy âm như xói lở, sụt trượt làm cho nền đường bị phá hoại

2.4.2 Do ảnh hưởng của nước mặt và nước ngầm :

Hoạt động của nước mặt và nước ngầm có ảnh hưởng rất lớn đến độ ổn định của mái dốc, gây nhiều điều kiện bất lợi cho khả năng chịu lực của mái dốc Khi đất thấm nước thì trọng lượng thể tích của khối đất trên bờ dốc sẽ tăng lên, đồng thời trạng thái của đất chuyển từ cứng hoặc nửa cứng sang dẻo mềm, thậm chí dẻo chảy, làm góc ma sát trong và cường độ lực dính của đất đá giảm đi đáng kể Theo nghiên cứu, với đất sét có góc ma sát trong 250 va cường độ lực dính 0.6MPa, khi ở trạng thái bão hòa nước thì góc ma sát trong chỉ còn 6 – 90, lực dính còn 0.01MPa Hoặc chỉ cần độ ẩm của đất tăng lên khoảng 3% (25% lên 28%) thì cường độ lực dính giảm 1/3, tương tự như vậy, khi độ ẩm của đất tăng 5% thì cường độ lực dính giảm đi 1/2

Sụt trượt trên đường Hồ Chí Minh xảy ra chủ yếu vào mùa mưa, chủ yếu tập trung vào khoảng thời gian từ tháng 7 đến tháng 11, đây là những tháng có lượng mưa cao trung bình từ 500 – 700mm/tháng Hiện tượng sụt trượt thường xảy ra

đặc biệt nghiêm trọng sau những trận mưa có cường độ lớn và thời gian kéo dài (250 – 300mm/ 3 – 4h) Khi mưa lớn kéo dài, lớp đất bề mặt có nguồn gốc tàn tích, sườn tích nhanh chóng đạt đến trạng thái bão hòa, sau đó nước mưa tiếp tục thấm xuống các lớp đất dưới với tốc độ chậm hơn Thời gian ngâm nước càng kéo dài, nước ngấm sâu vào mái dốc gây sụt trượt

Theo thực nghiệm, tốc độ thấm của nước xuống các loại đất khác nhau như sau:

TT Loại đất Tốc độ thấm (mm/p)

Một nguyên nhân làm hiện tượng sụt trượt trên đường Hồ Chí Minh xảy ra nhiều là hệ thống thoát nước còn thiếu Hệ thống rãnh biên hiện tại và hệ thống cống ngang sử dụng là rãnh biên định hình và mật độ cống thoát nước ngang trung bình 250m bố trí 1 cống, theo tính toán thì hệ thống thoát nước này chỉ đủ thoát nước cho phần lưu vực bao gồm 1/2 nền đường đào, bề rộng mái ta luy nền đường

đào khoảng 6m, bề rộng từ mép ta luy nền đường đào vào trong sườn núi khoảng 5m Đối với đường Hồ Chí Minh rất nhiều đoạn có ta luy dương cao từ 30 –50m thì hệ thống này không đủ thoát nước làm nước mưa chảy tràn lan qua mặt đường, chảy xuống ta luy âm gây xói lở và làm sụt trượt ta luy âm Trong các đoạn thường xảy ra sụt trượt, mặc dù sườn ta luy rất cao từ 30-50 m nhưng chỉ có đoạn ngã ba Pheo – Bắc cầu Bùng và đoạn đèo Lò Xo là có thiết kế rãnh đỉnh ( vẫn sụt trượt vì chưa hoàn chỉnh) các đoạn khác hầu như không thiết kế rãnh đỉnh dẫn đến nước mưa ngấm vào mái ta luy và chảy tràn lan trên mái ta luy gây mất ổn định Đoạn Km354+660 – Km354+720, mặc dù đã có rãnh đỉnh nhưng hiện tượng sụt trượt vẫn xảy ra vì rãnh đỉnh bố trí còn thiếu tiết diện và vị trí chưa thực sự hợp lý

Tại một số đoạn như Km509+480 – Km509+500, Km295+300 – Km295+500, cấu tạo mái ta luy là đá bị phong hóa có nhiều khe nứt, nước mưa ngấm vào đất đá và theo các khe nứt đi sâu vào mái dốc, xuất lộ ra bề mặt mái dốc,

có vị trí nước ngầm xuất lộ tại độ sâu 1-2m tính từ chân mái dốc Nước mưa ngấm sâu vào mái dốc làm giảm sức kháng cắt của đất đi đáng kể gây sụt trượt

Ngoài việc làm tăng độ ẩm, làm giảm các đặc trưng cơ học của đất đá, nước ngầm còn ảnh hưởng đến độ ổn định của bờ dốc trên phương diện áp lực thủy tĩnh ( nước trong các khe nứt, lỗ rỗng ) hoặc áp lực thủy động ( làm thay đổi áp lực ngang của nước trên các bờ dốc ngập nước, ), chúng đều làm giảm khả năng chịu lực của bờ dốc

Thực tế ảnh hưởng của áp lực thủy tĩnh và áp lực thủy động đối với sự ổn định mái ta luy của các mái dốc ta luy dương trên đường Hồ Chí Minh chưa có số liệu thống kê cụ thể Mực nước ngầm trên mái ta luy thường nằm ở độ sâu khoảng 10-15m, có nơi lên đến 25m, nước mưa chủ yếu ngấm vào tầng phủ, mối liên hệ giữa nước mưa và nước ngầm vì thế rất ít và khó xác định

2.4.4 Bản chất hiện tượng sụt trượt trên đường Hồ Chí Minh ,đoạn qua khu vực Tây Nguyên

Hiện tượng sụt trượt trên đường Hồ Chí Minh, đoạn qua khu vực Tây Nguyên thường gặp khu tuyến đường đi qua dạng địa hình tương đối thoải và đã ổn định trong thời gian dài Ban đầu khi thi công tuyến đường vào mùa khô thì mái dốc vẫn

đảm bảo ổn định, đến mùa mưa do tác động của nước làm giảm yếu các chỉ tiêu cơ

lý của đất, hiện tượng sụt trượt xảy ra Sau khi nhà thầu thi công đã dọn sạch phần

đất sụt gây cản trở giao thông thì ở đợt mưa tiếp theo, phần kế của mái dốc tiếp tục sụt xuống nền đường Sụt trượt tiếp tục phát triển trong phạm vi rất rộng và trong thời gian kéo dài với các mặt trượt nối tiếp nhau Thời điểm ban đầu do việc thi công nền đường dẫn đến làm mất ồn định khối trượt đầu tiên, khối trượt đầu tiên sụt xuống sẽ gây mất ổn định cho khối trượt thứ 2, dẫn tới sụt khối trượt thứ 3, v v các mặt trượt dần liên kết với nhau cuối cùng tạo thành cả một mặt trượt lớn bao gồm rất nhiều khối trượt nhỏ hơn Bản chất mặt trượt này không phải là mặt trượt liên tục, nhưng dần dần các mặt trượt có liên kết với nhau tạo thành 1 mặt trượt liên tục rất bất lợi cho ổn định nền đường Hiện tượng này được gọi là hiện tượng trượt kéo theo

Có thể nhận thấy hiện tượng trượt kéo theo chủ yếu xuất hiện ở địa hình đồi thoải, đất loại sét pha bụi có các tính chất cơ lý C, ϕ nhỏ, chỉ có thể đảm bảo ổn

định với độ dốc ngang nhỏ hiện trạng Tính chất chung của loại đất bụi này là tương đối trơ, khó liên kết với nhau, khi gặp nước dễ dàng bị pha loãng và chảy thành dòng Do khả năng chịu lực yếu nên bất cứ sự xâm phạm nào ở chân mái dốc

sẽ dẫn tới gây mất ổn định mái dốc và phát sinh mặt trượt Mỗi mặt trượt khi phát triển sẽ là nguyên nhân hình thành mặt trượt tiếp theo Các mặt trượt nối tiếp nhau tạo thành 1 mái dốc với nhiều bậc, mỗi bậc tương ứng với 1 mặt trượt trong quá trình hiện tượng sụt trượt lan dần lên phía đỉnh mái dốc

Hiện tượng này được thấy rõ hơn qua việc tiến hành kiểm toán mái dốc tại điểm sụt trượt điển hình của hiện tượng trượt kéo theo trên đèo Lò Xo, đoạn từ Km343+900 đến Km344+47.64 đường Hồ Chí Minh Kết quả kiểm toán cho thấy mái dốc tự nhiên khi chưa thi công nền đường đảm bảo ổn định Sau khi thi công

đào mái dốc với độ dốc 1:1, hệ số ổn định K=1.03, hiện tượng mất ổn định xảy ra Tiến hành kiểm toán ổn định mái dốc lần 2 với trường hợp vào mùa mưa, mặt cắt ngang dùng để kiểm toán là mặt cắt ngang sau khi đã xảy ra sự cố sụt trượt, bóc bỏ khối trượt hình thành do lần kiểm toán thứ nhất, kết quả thu được hệ số ổn định K=0.844 <1.2, như vậy vẫn tiếp tục xảy ra sụt trượt sau khi đã trượt hết khối trượt thứ nhất

Tiếp tục tiến hành kiểm toán ổn định mái dốc lần 3 với trường hợp vào mùa mưa, mặt cắt ngang kiểm toán là mặt cắt ngang sau khi xảy ra sụt trượt lần 2, bóc bỏ khối trượt tính toán lần 2, kết quả thu được hệ số ổn định K= 0.730, như vậy sụt trượt vẫn tiếp tục xảy ra sau khi sụt hết khối trượt thứ hai

Tính toán tương tự với các mặt trượt liên tiếp nhau kết quả đều tính ra hệ số ổn

Theo kết quả nghiên cứu cho thấy, điều kiện cần và đủ để xảy ra hiện tượng trượt

đất kéo theo là:

- Điều kiện cần:

+ Đất sườn tích có các chỉ tiêu cơ lý thấp (ϕ, C nhỏ)

+ Độ dốc sườn đồi tự nhiên thoải, thường < 200

+ Đất tương đối đồng nhất , hàm lượng hạt bụi và độ rỗng cao

- Điều kiện đủ:

+ Sườn đồi bị cắt chân gây mất ổn định cục bộ

+ Xuất hiện mưa với lượng mưa >20mm/ngày và thời gian mưa kéo dài từ 2-3 ngày

Chương 3 Các lý thuyết tính toán đất sụt và biện pháp xử lý

3.1 - Vấn đề ổn định mái dốc và các phương pháp tính toán ổn định mái dốc 3.1.1 Khái niệm

Để đánh giá ổn định bờ dốc, phải tính được mức độ ổn định của nó

Mức độ ổn định của một bờ dốc lại được xác định qua hệ số an toàn ổn định hay thường gọi tắt là hệ số ổn định Hệ số này thường được tính toán theo tương quan giữa các lực (hay mômen lực) có xu hướng làm bờ dốc không bị chuyển dịch cũng

được gọi là các lực bị động như độ bền của đất đá, lực ma sát tạo thành trên mặt trượt, các lực bổ sung khác nhau có tác dụng giữ bờ dốc không bị dịch chuyển và các lực (hay mômen lực) gây trượt có xu hướng làm dịch chuyển bờ dốc - cũng

được gọi là các lực chủ động như trọng lực, áp lực thủy động, các lực bổ sung khác làm tăng cường chuyển dịch bờ dốc

Nếu tính theo độ bền, hệ số ổn định bờ dốc có thể tính theo công thức:

t t

nτ: là hệ số ổn định theo độ bền

τ: là độ bền cắt trung bình của đất, thường biểu diễn theo định luật Coulomb:

τ = σtgϕ + c (3.2) với: σ là ứng suất pháp

ϕ là góc ma sát trong

c là cường độ lực dính của đất

τt là ứng suất cắt trung bình phát triển dọc theo mặt trượt Cũng tương tự như trong công thức (3.2), τt có thể viết:

τt = σtgϕt + ct (3.3) Với ϕt và ct là góc ma sát trong và cường độ lực dính của đất dọc theo mặt trượt

Do vậy:

t t r

c tg

ϕ

ϕ

=ϕ

(3.6) Trong trường hợp nC = nϕ, nghĩa là:

t tg

Ngoài ra, người ta cũng có thể tính độ dốc bờ dốc theo chiều cao:

h là chiều cao thực tế của bờ dốc

Khi tính toán ổn định, phải có được một số thông tin cơ bản sau:

- Hình dáng bên ngoài và cấu tạo bên trong của bờ dốc như trạng thái, cấu trúc, tính phân lớp của đất đá, dạng hình học của bờ dốc cũng như mặt trượt, mặt không liên tục gây ra sự chuyển dịch bờ dốc Những đặc trưng này đều phụ thuộc vào tính chất đất đá và các điều kiện xung quanh Mặt trượt có thể thẳng, conghay bất kỳ và

điều này sẽ ảnh hưởng đến phương pháp tính ổn định bờ dốc

- Các đặc trưng cơ - lý của đất đá nằm trền bờ dốc Vì hiện tượng chuyển dịch đất

đá xảy ra chủ yếu do tác động của ứng suất tiếp nên đặc trưng sức chống cắt của

đất đá rất được quan tâm Mặt khác, người ta cũng cần thiết những chỉ tiêu đặc trưng cho độ chặt của đất đá vì chúng sẽ liên quan đến trọng lượng của khối đất đá

có thể bị chyển dịch

áp lực thủy tĩnh hay thủy động và ảnh hưởng của lượng mưa tới chúng trong các mùa Những số liệu này rất cần thiết cho tính toán, làm tăng mức độ chính xác của các phương pháp tính

- Trạng thái ứng suất ban đầu của đất đá trên bờ dốc và những ảnh hưởng của địa hình, địa chất, kiến tạo, các yếu tố tự nhiên và nhất là hoạt động của con người tới chúng Những hiểu biết này rất cần thiết cho việc đề xuất các biện pháp làm ổn

định bờ dốc sau này

Các thông tin trên chỉ có được trên cơ sở của các kết quả khảo sát địa chất công trình tại hiện trường, kết hợp với kết quả thu được khi thí nghiệm, trong phòng, các tài liệu lưu trữ khác

Các phương pháp tính ổn định có thể phân làm 2 nhóm chính: nhóm 1 đánh giá

sự ổn định dựa trên sự phân tích ở trạng thái cân bằng giới hạn các lực tác dụng lên

bờ dốc theo một mặt trượt nào đó Nhóm 2 dựa trên sự phân tích trạng thái ứng sứât- biến dạng của khối trượt (hình 3.1)

Thực tế hiện nay thường sử dụng các phương pháp cân bằng giới hạn để tính toán

ổn định bờ dốc Trong phương pháp này, bài toán phẳng để tính toán lại thường

được sử dụng hơn cả Tùy theo dạng của mặt trượt là phẳng, trụ tròn hay các dạng bất kỳ khác mà người ta lại có các phương pháp tính toán khác nhau, sẽ được trình bày chi tiết sau Dù tính toán bằng phương pháp nào chăng nữa thì cũng phải có những thông tin, những số liệu về bờ dốc, về đất đá trên bờ dốc Càng có nhiều số liệu, càng kể đến nhiều yếu tố ảnh hưởng tới độ ổn định trong tính toán thì mức độ chính xác của kết qủa tính càng cao

Tính toán ổn định

Phương pháp biểu đồ, tra bảng

Phương pháp phân tích trạng thái ứng suất biến dạng

Phương pháp Phương pháp

Nhiều Một

mặt trượt

Đơn giản

mặt trượt toàn khối

Thông thường phân mảnh

Mặt trượt

không gian phẳng

Mặt trượt dạng khác

Mặt trượt thẳng trụ tròn

cân bằng giới hạn

Bài toán Bài toán Phương pháp