Việc lập bản đồ địa chất để phục vụ công tác xây dựng hạ tầng giao thông tại Trà Vinh hiện nay là rất quan trọng, vì vậy cần phải có một công cụ hỗ trợ giúp xác định nhanh, chính xác các mặt cắt địa chất, từ đó có thể đánh giá được địa chất của các vùng khảo sát một cách khách quan và hợp lý nhất.
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(126).2018, Quyển 39 LẬP BẢN ĐỒ VÀ MẶT CẮT DỌC ĐỊA CHẤT PHỤC VỤ XÂY DỰNG HẠ TẦNG GIAO THÔNG TẠI TRÀ VINH ESTABLISHING GEOGRAPHICAL MAPPING AND LONGITUDINAL SECTION FOR TRAFFIC INFRASTRUCTURE CONSTRUCTION IN TRA VINH Châu Trường Linh Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; chau-linh@dut.udn.vn Tóm tắt - Việc lập đồ địa chất để phục vụ công tác xây dựng hạ tầng giao thông Trà Vinh quan trọng, cần phải có cơng cụ hỗ trợ giúp xác định nhanh, xác mặt cắt địa chất, từ đánh giá địa chất vùng khảo sát cách khách quan hợp lý Tỉnh, thành phố Trà Vinh thiếu đồ địa chất Dựa vào liệu hố khoan lưu trữ gần 30 năm với 200 lỗ khoan thực địa bàn tỉnh Trà Vinh, kết hợp với việc sử dụng phần mềm ArcGIS tích hợp hệ tọa độ VN-2000, tác giả xây dựng đồ 3D địa chất thành phố Trà Vinh; xuất mặt cắt địa chất tiêu lý tương ứng Kết nghiên cứu phục vụ công tác xây dựng địa bàn thành phố Trà Vinh Abstract - The geological mapping for the current construction work is very important, so it is necessary to have a tool to help people quickly and accurately identify the geological sections that can be used As a result, we can evaluate the geology of the surveyed areas most objectively and reasonably Tra Vinh province currently lacks such as geological maps Based on nearly 30 years of drilling data, more than 200 boreholes that have been conducted in Tra Vinh province, together with the use of ArcGIS integrated VN-2000 coordinate system, the team has made a geological map in the center of Tra Vinh city (2D, 3D), producing any geological sections and corresponding mechanical indicators and research results for construction work in Tra Vinh city Từ khóa - phần mềm ArcGIS; địa chất Trà Vinh; đồ địa chất; mặt cắt địa chất; đất yếu, đặc trưng lý đất Key words - ArcGIS software; Tra Vinh geology; geological map; geological section; soft soil; mechanical properties of soil Đặt vấn đề Địa chất thành phố Trà Vinh hình thành từ bồi đắp phù sa sơng Cổ Chiên nên khả chịu tải đất yếu Từ số liệu khảo sát địa chất số vị trí ta thấy đến độ sâu khoảng 30 m - 40 m lớp bùn pha sét yếu, bên cạnh mực nước ngầm cao nên gây nhiều khó khăn cho cơng việc xây dựng cơng trình Do đó, để lựa chọn giải pháp móng hợp lý, tiết kiệm vấn đề khơng đơn giản, đòi hỏi người thiết kế phải có kinh nghiệm có số liệu khảo sát địa chất đầy đủ đáng tin cậy Cho đến chưa có tài liệu tổng hợp số liệu địa chất thành phố Trà Vinh, chưa có tài liệu dẫn, định hướng cho người kỹ sư thiết kế chọn giải pháp xử lý móng theo loại quy mơ cơng trình cách hợp lý tin cậy, nhằm giảm bớt thời gian, công sức việc thực lựa chọn phương án kỹ thuật, đồng thời tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng cơng trình, cơng trình hạ tầng giao thông khu vực thành phố Trà Vinh Gamin (Mỹ) để khảo sát tọa độ hố khoan địa chất Thiết bị GPSMAP 60CSx giúp tác giả nhanh chóng xác định tọa độ (x,y) cao độ hố khoan Độ xác thiết bị GPSMAP 60CSx phụ thuộc nhiều vào tín hiệu vệ tinh, số lượng vệ tinh thiết bị kết nối Tọa độ (x,y) xác Tuy nhiên sai số cao độ (z) lớn Do phải kết hợp sử dụng máy thủy bình máy tồn đạc để đo cao độ xác Thiết bị khảo sát cao độ hố khoan Thiết bị Nikon AC-2S Công ty TNHH Duy Thành, tỉnh Trà Vinh cung cấp cho tác giả để thực việc khảo sát cao độ hố khoan địa chất Kết hợp với máy GPSMAP 60CSx, khảo sát tọa độ x,y,z hố khoan địa chất sở sơ đồ hố khoan hồ sơ khảo sát địa chất đơn vị có thẩm quyền cung cấp phục vụ cho nghiên cứu Thiết bị Nikon AC-2S có đặc trưng gọn nhẹ, bao gồm bù tự động loại đệm từ để tự động cân tia ngắm Với vít động vơ tận thao tác hai tay có phanh ma sát để chuyển hướng ống kính nhanh (thơng số đảm bảo độ xác km đo lặp 2,0 mm/2,5 mm; ống kính có đường kính vật 30 mm, phóng đại 20/24 lần làm cho bắt ảnh thật rõ ràng, sắc nét; tiêu cự nhỏ 0,75 m thuận tiện thao tác chỗ không gian chật hẹp) 2.1.2 Khảo sát trường Dựa vào hồ sơ khảo sát địa chất, tiến hành khảo sát trường tất cơng trình có sở liệu để kiểm tra lại tọa độ cao độ hố khoan thiết bị trình bày Hình minh họa cơng trình cụ thể khảo sát, cơng trình mã hoá để đảm bảo quyền số liệu địa chất theo yêu cầu đơn vị cung cấp Các thơng tin nghiên cứu 2.1 Q trình khảo sát, thu thập liệu 2.1.1 Thu thập liệu hố khoan Số liệu thu thập phần lớn từ Công ty TNHH Duy Thành, Sở Xây dựng, sở Giao thông, Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Trà Vinh, với 200 lỗ khoan kèm theo tiêu lý đất thuộc tầng địa chất khác Tuy nhiên, tọa độ hố khoan hệ tọa độ địa phương Chính cần khảo sát đưa tọa độ hố khoan hệ tọa độ VN-2000 Các công tác khảo sát lấy số liệu tiến hành địa bàn tỉnh Trà Vinh Thiết bị khảo sát GPS Thiết bị sử dụng máy GPSMAP 60CSx hãng Châu Trường Linh 40 tiêu lý theo quy định định mức xây dựng 1776/BXD-VP Bộ Xây dựng ban hành định mức tỉnh Trà Vinh 2.1.4 Thiết lập đồ địa chất tỉnh Trà Vinh Giới thiệu phần mềm ArcGIS [3 - 6] Phần mềm ArcGIS 10.1 (Mỹ) tích hợp GIS hàng đầu nay, cung cấp giải pháp toàn diện từ thu thập/nhập số liệu, chỉnh lý, phân tích, phân phối thơng tin mạng Internet xuất bản, tạo nên hệ thống thơng tin địa lý (GIS) hồn chỉnh; sử dụng để đáp ứng yêu cầu nghiên cứu đặt Ngồi ra, cơng cụ ArcHydro Ground Water [7] tích hợp vào ArcGIS để xây dựng mặt cắt địa chất, đặc biệt thể địa chất 3D khu vực Công cụ ArcHydro Ground Water phát triển nhà sản xuất Aqueoveo, tích hợp vào ArcGIS có chức sau: Groundwater analyst, Modflow analyst, Subsurface analyst nhằm phân tích, nội suy, tạo mặt cắt địa chất 2D mặt cắt mơ hình 3D Trình tự lập đồ địa chất Quá trình bao gồm bước: - Nhập đồ giao thơng vào ArcGIS Hình; - Đưa đồ giao thông định dạng AutoCad tỉnh Trà Vinh vào phần mềm ArcGIS; - Đặt tọa độ cho đồ giao thông; - Đưa tọa độ hố khoan vào phần mềm; - Đồng tọa độ đồ giao thơng với phần mềm Google Earth Hình Minh họa cơng trình sở liệu 2.1.3 Tổng hợp số liệu Tọa độ hố khoan Bảng Minh họa nhập tọa độ hố khoan STT HydroID TEN HO KHOAN Y X Z B1.147 TT1 591707,9373 1099082,2120 3,05 B1.148 TT2 591709,3082 1099074,9725 3,01 B1.149 TT3 591703,7789 1099050,4834 2,95 B1.152 LT1 591524,9156 1099062,7223 2,65 Trong đó, HidroID tên hố khoan mã hoá; X, Y tọa độ hố khoan xác định thiết bị GPS; Z cao độ hố khoan (m) đo máy thuỷ bình Mặt cắt địa chất hố khoan Hình Nhập đồ quy hoạch thành phố Trà Vinh đến 2031 từ AutoCAD đặt tọa độ cho đồ giao thơng Hình Minh họa mặt cắt địa chất hố khoan Chỉ tiêu lý tầng địa chất Chỉ tiêu lý lớp địa chất trường hợp thông thường cơng trình sở liệu bao gồm Hình Đồng đồ quy hoạch với Goole Earth ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(126).2018, Quyển Hình Dữ liệu đồ địa chất trung tâm thành phố Trà Vinh đồng lên Google Earth 41 Việc nối tầng địa chất, phân tích thấu kính địa chất vào mặt cắt địa chất có sẵn, phân tích theo phương pháp chuyên gia; chuyên gia có kinh nghiệm khoan địa chất tỉnh Trà Vinh 30 năm, nên tầng địa chất xuất phần mềm đánh giá tương đối hợp lý đồ địa chất tỉnh Trà Vinh Các lớp địa chất tuyến D15 bao gồm: - Lớp sét - sét pha dẻo mềm đế dẻo chảy - bề dày 0,2 m - 1,5 m - Lớp bùn sét pha - trạng thái chảy - bề dày 1,0 m – m - Lớp cát - rời đến chặt vừa - bề dày m – m - Lớp bùn sét, bùn sét pha - trạng thái chảy - bề dày m – 10 m - Lớp cát pha - trạng thái rời - bề dày từ m – m - Lớp sét, sét pha - trạng thái dẻo mềm đến nửa cứng - bề dày 10 m Nhận xét Địa tầng bề mặt vùng trung tâm thành phố Trà Vinh có lớp địa chất đại diện sau: Bảng Các lớp địa chất phân bố bề mặt điển hình thành phố Trà Vinh STT Tên lớp địa chất (HGUName) Hình Hình ảnh thơng tin lớp địa chất theo chiều sâu đồng lên Google Earth Cát nhỏ, vàng nâu, xám nâu, kết cấu chặt, chặt vừa 2.2 Kết nghiên cứu Lập đồ địa chất, đồ phân vùng địa chất vùng trung tâm thành phố Trà Vinh Xuất mặt cắt vùng trung tâm thành phố Trà Vinh Đưa mặt cắt 2D lên mơ hình 3D Mặt cắt xuất kết việc kết hợp liệu địa chất lỗ khoan trình nội suy giá trị lỗ khoan đó, nơi mà mặt cắt qua ví dụ Hình Bùn sét pha, bùn sét đơi chỗ kẹp cát, xám nâu, trạng thái chảy Cát nhỏ, xám xanh - xám nâu, kết cấu chặt, chặt vừa Bùn sét xám xanh - xám nâu, trạng thái chảy (dẻo mềm) Sét vàng nâu, xám nâu, trạng thái dẻo chảy Cát pha, vàng nâu - xám nâu, trạng thái dẻo Cát nhỏ, rời đến chặt vừa (kém chặt) Sét pha, vàng nâu, xám nâu, trạng thái dẻo mềm Sét, vàng nâu, xám trắng - xám xanh, trạng thái nửa cứng 10 Sét, xám nâu, xám đen lẫn sỏi laterit, dẻo mềm, dẻo cứng, nửa cứng 11 Bùn sét pha, nhão 12 Lớp bê tông đá 4x6 13 Nền gạch xà bần san lấp 14 Gạch lẫn cát san lấp 15 Sét pha, xám nâu - xám trắng, trạng thái dẻo cứng (đến cứng) 16 Lớp kẹp cát mịn, rời 17 Cát xà bần san lấp 18 Cát san lấp, vàng nâu 19 Sét pha, trạng thái chảy 20 Sét, xám xanh - xám trắng, trạng thái dẻo cứng 21 Cát nhỏ, vàng nâu - xám nâu, xen kẹp bùn kết cấu chặt 22 Bùn cát pha, xám nâu - xám xanh, trạng thái dẻo 23 Đá laterrit kết tảng, xám, xám vàng nâu 24 Cát lẫn sét 25 Cát mịn, kết cấu chặt 26 Sét, xám đen, lẫn xác thực vật, trạng thái dẻo mềm 27 Bùn sét pha, nhão 28 Lớp đá 0x4 Hình Mặt cắt địa chất xây dựng từ phần mềm ArcGIS cho tuyến quy hoạch D15 Châu Trường Linh 42 Kết luận - Đánh giá sơ đất trung tâm thành phố Trà Vinh đất yếu, phổ biến loại đất yếu bùn sét, bùn sét pha, sét pha sét trạng thái dẻo chảy đến chảy, có nơi kẹp cát, cát pha, số nơi gặp đất sét, sét pha trạng thái dẻo cứng – dẻo mềm, chiều dày có nơi lên đến 30 – 40 m; - Dựa vào đồ địa chất lập, xuất mặt cắt địa chất khu vực nghiên cứu kèm theo tiêu lý để phục vụ cho cơng tác kiểm tốn ổn định - lún cho cơng trình giao thơng địa bàn thành phố Trà Vinh Tuy nhiên, sở liệu có khiêm tốn tập trung chủ yếu vùng trung tâm nên độ xác phụ thuộc mật độ lỗ khoan khu vực; tuyến mặt cắt địa chất thuộc phường 1, 2, 3, tương đối xác Việc cập nhật thường xuyên liệu khoan địa chất thực tế làm tăng độ xác đồ; - Các mặt cắt địa chất kèm theo số liệu địa chất lý lớp địa chất phục vụ giai đoạn quy hoạch, lập dự án, chí giai đoạn thiết kế kỹ thuật, … giảm chi phí đầu tư khảo sát địa chất cơng trình vùng trung tâm thành phố Trà Vinh; - Có thể đồng kết nghiên cứu lên Google Earth, cách quản lý liệu online, giúp người dễ dàng tra cứu thông tin, phục vụ nhiều công tác khác (quy hoạch, quản lý, tư vấn,…) Những liệu đồng với Google Earth đồ địa chất vùng nghiên cứu; đồ phân bố lỗ khoan địa chất; đồ phân vùng địa chất; thông tin tên lớp địa chất, tiêu lý lớp địa chất, liệu hạ tầng giao thông,… việc đồng liệu với Google Earth sản phẩm hiệu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Tài nguyên Môi trường, Cấu trúc sở liệu GIS Quốc gia môi trường năm 2006 [2] UBND tỉnh Trà Vinh, Bản đồ quy hoạch thành phố Trà Vinh 2030 [3] www.esri.com, ArcGIS - Use manual [4] www.geoviet.vn, Cấu trúc sở liệu GIS hạ tầng đô thị Tư vấn Geo Việt (với phần mềm ArcGIS) [5] www.geoviet.vn, Cấu trúc liệu chuẩn cho lớp GIS ESRI (với phần mềm ArcGIS) [6] www.geoviet.vn, Cấu trúc liệu giao thông chuẩn ESRI [7] www.aquaveo.com, The Archydro ground water tool [8] Nguyễn Thùy Linh, Tổng quan hệ thống thông tin địa lý – GIS, www.tracdiapro.com, 2015 (BBT nhận bài: 24/11/2017, hoàn tất thủ tục phản biện: 25/05/2018) ... suy, tạo mặt cắt địa chất 2D mặt cắt mơ hình 3D Trình tự lập đồ địa chất Quá trình bao gồm bước: - Nhập đồ giao thơng vào ArcGIS Hình; - Đưa đồ giao thông định dạng AutoCad tỉnh Trà Vinh vào phần... thuỷ bình Mặt cắt địa chất hố khoan Hình Nhập đồ quy hoạch thành phố Trà Vinh đến 2031 từ AutoCAD đặt tọa độ cho đồ giao thơng Hình Minh họa mặt cắt địa chất hố khoan Chỉ tiêu lý tầng địa chất Chỉ... 5(126).2018, Quyển Hình Dữ liệu đồ địa chất trung tâm thành phố Trà Vinh đồng lên Google Earth 41 Việc nối tầng địa chất, phân tích thấu kính địa chất vào mặt cắt địa chất có sẵn, phân tích theo