Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực nam sài gòn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  BK TP.HCM VÕ MINH QUÂN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ DỰ BÁO ĐỘ LÚN KHU VỰC NAM SÀI GÒN Chuyên ngành: Kỹ thuật địa chất Mã số: 60 52 05 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, năm 2018 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên : Võ Minh Quân MSHV : 1570200 Ngày, tháng, năm sinh : 22/02/1991 Nơi sinh : Bình Định Chuyên ngành : Kỹ thuật địa chất Mã số : 60 52 05 01 I TÊN ĐỀ TÀI: “ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ DỰ BÁO ĐỘ LÚN KHU VỰC NAM SÀI GÒN” II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiệm vụ: Đánh giá trạng lún dự báo khả xảy lún khu vực nghiên cứu Nam Sài Gòn Nội dung: - Thu thập xử lý số liệu báo cáo khảo sát địa chất cơng trình Biên hội đồ, xây dựng mặt cắt địa chất theo tuyến tính tốn lún lý thuyết - Lắp đặt thiết bị, ghi nhận kết quan trắc lún khu vực nghiên cứu khảo sát lún trạng - So sánh, đánh giá kết đạt đưa dự báo khả xảy lún khu vực nghiên cứu III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Ngày 10/07/2017 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 03/12/2017 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS TRẦN ANH TÚ TP HCM, ngày tháng năm 2018 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá trạng dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập nghiên cứu Khoa Địa chất Dầu Khí với anh chị học viên cao học nghiên cứu sinh, học tập nhiều kiến thức, kinh nghiệm bổ ích nhận giúp đỡ nhiệt tình từ q Thầy, Cơ Khoa để tơi hồn thành tốt Luận văn tốt nghiệp Qua đây, xin chân thành gửi lời cám ơn sâu sắc đến: Thầy TS Trần Anh Tú hướng dẫn tận tình, ln giúp đỡ truyền đạt kinh nghiệm quý báu trình làm Luận văn thạc sĩ Cảm ơn Thầy PGS TS Đậu Văn Ngọ Trung tâm nghiên cứu công nghệ thiết bị công nghiệp – Trường Đại học Bách Khoa giúp đỡ, hướng dẫn tạo điều kiện cho học viên hoàn thành luận văn Cảm ơn Thầy PGS TS Nguyễn Việt Kỳ Liên đoàn quy hoạch điều tra tài nguyên nước Miền Nam hướng dẫn tạo điều kiện cho học viên hoàn thành luận văn Cảm ơn Thầy TS Võ Đại Nhật quý Thầy, Cô cơng tác Khoa Địa Chất Dầu Khí, đặc biệt Thầy Cô Bộ Môn địa kỹ thuật tận tình giảng dạy truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu đến học viên Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình ln động viên, khun khích chia sẻ tơi lúc khó khăn để tơi có động lực hoàn thành tốt Luận văn Xin chân thành cám ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 01 năm 2018 Học viên thực Võ Minh Quân HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá trạng dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gịn” TĨM TẮT LUẬN VĂN Nam Sài Gịn vùng có tốc độ thị hóa diễn mạnh mẽ Thành phố Hồ Chí Minh Đây vùng đất trũng thấp có cấu trúc địa chất yếu, vấn đề sụt lún ngày trở nên nghiêm trọng khu vực Tuy nhiên, có nghiên cứu tượng sụt lún tiến hành khu vực Luận văn nghiên cứu trạng lún đưa tiền đề cho việc dự báo lún khu vực Kết hợp từ số liệu khảo sát 20 điểm lún trường, 100 hố khoan khảo sát địa kỹ thuật với phương pháp quan trắc lún sâu thiết bị nhện từ, kết khu vực nghiên cứu có tượng lún số nơi có san lấp với độ lún trung bình từ đến 26cm Qua phân tích đánh giá kết tính tốn lún từ phương pháp dự báo độ lún khu vực đến năm 2025 đạt từ 17.42 đến 28.13cm với cao độ quy hoạch khống chế Hkc ≥ từ 2.0 đến 2.5m Với kết dự báo độ lún khu vực nghiên cứu áp dụng cho vùng trũng thấp khu vực Nam Bộ có cấu tạo địa chất tương tự giúp cho nhà quy hoạch thị có nhìn tổng thể diễn biến lún để đưa giải pháp quy hoạch phù hợp tương lai HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá trạng dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” ABSTRACT Sai Gon South is the initial gateway area to developing concentration urban infrastructure of Ho Chi Minh city It has a low-lying terrain and weak geology structure, the subsidence is becoming more serious in this area However, there are few studies of subsidence occurring in the area This thesic research to subsidence and provides the basis for forecasting subsidence in this area To combined with 20 point subsidence data from the field, 100 geological survey wells and deep observation method using magnetic spider technology, the results indicate that the study area is experiencing subsidence at some places there is leveling with an average settlement of 9.06 to 26cm The analysis and evaluation of settlement results from the methods that can predict the settlement in the area until 2025 reach from 17.42 to 28.13cm with the planning height control fill soil HKc ≥ 2.0 to 2.5m The predicted subsidence in the study area can be applied to low lying areas in the South with similar geological structure and to give urban planners a general view of the evolution to provide appropriate planning solutions in the future HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá trạng dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ Tác giả luận văn học viên Võ Minh Quân, xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tác giả hướng dẫn khoa học TS Trần Anh Tú Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa công bố tác giả khác hình thức trước Những số liệu, bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập, tính tốn từ nguồn khác đảm bảo độ tin cậy trình bày phần tài liệu tham khảo Ngồi ra, luận văn cịn sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với lời cam đoan Học viên thực Võ Minh Quân HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá trạng dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT LUẬN VĂN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG, BIỂU 10 Mục tiêu luận văn 13 Đối tượng phạm vi nghiên 13 Nội dung nghiên cứu 13 Cơ sở tài liệu 14 Phương pháp nghiên cứu 14 Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn 14 CHƯƠNG I TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 15 1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 15 1.1.1 Đặc điểm địa lý 15 1.1.2 Địa hình 16 1.1.3 Khí hậu 17 1.1.4 Thủy văn 17 1.2 Đặc điểm điều kiện địa chất 20 1.2.1 Đặc điểm địa chất 20 1.2.2 Đặc điểm địa mạo 21 1.3 Đặc điểm kinh tế - xã hội 22 1.3.1 Dân số 22 1.3.2 Giáo dục đào tạo 23 1.3.3 Hệ thống giao thông 23 1.3.4 Kinh tế 23 1.4 Tình hình nghiên cứu lún khu vực Nam Sài Gòn 24 1.5 Thực trạng lún khu vực nghiên cứu 25 1.6 Tổng quan GIS ứng dụng 27 HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá trạng dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” 1.6.1 Khái niệm GIS 27 1.6.2 Mơ hình ứng dụng GIS 27 1.6.3 Các thành phần GIS 28 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.1 Phương pháp thu thập, tổng hợp xử lý số liệu 31 2.1.1 Thu thập xử lý liệu khoan khảo sát địa chất 31 2.1.2 Thu thập liệu đồ số, đồ khu vực nghiên cứu 34 2.2 Phương pháp tính lún lý thuyết 34 2.2.1 Tổng quan sở tính tốn lún lý thuyết 34 2.2.2 Lý thuyết cố kết thấm K.Terzaghi phương trình vi phân cố kết thấm 37 2.2.3 Tính toán độ lún cuối theo phương pháp tổng lớp phân tố 39 2.2.4 Tính tốn lún lý thuyết khu vực nghiên cứu 43 2.3 Phương pháp biên tập đồ 45 2.3.1 Sơ đồ khối phương pháp biên tập đồ 45 2.3.2 Xây dựng mặt cắt địa chất đặc trưng 46 2.4 Phương pháp khoan khảo sát đo lún bề mặt 47 2.4.1 Khoan khảo sát địa chất 47 2.4.2 Khảo sát lún bề mặt 50 2.5 Phương pháp quan trắc lún sâu nhện từ 56 2.5.1 Thiết bị quan trắc lún sâu 57 2.5.2 Lắp đặt thiết bị quan trắc 58 2.5.3 Thời gian quan trắc ghi nhận kết 60 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ LÚN 64 3.1 Kết xây dựng tập liệu mapinfo 64 3.2 Kết tính lún lý thuyết 68 3.2.1 Kết tính tốn lún cục 68 3.2.2 Kết tính tốn lún theo thời gian 73 3.2.3 Phân tích lún sở tính tốn 77 3.3 Kết quan trắc lún sâu 83 3.4 Kết khảo sát lún bề mặt 87 3.5 Đánh giá kết từ phương pháp 89 3.6 Dự báo khả lún khu vực nghiên cứu 91 HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá trạng dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93 4.1 KẾT LUẬN 93 4.2 KIẾN NGHỊ 93 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 PHỤ LỤC 01: CÁC MẶT CẮT ĐỊA CHẤT ĐẶC TRƯNG 98 PHỤ LỤC 02: BẢNG TÍNH TỐN LÚN 99 PHỤ LỤC 03: HÌNH ẢNH 100 PHỤ LỤC 04: BẢN ĐỒ 101 HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 Bảng Bảng kết tính lún hố khoan Dự án Đại học Văn Hiến_QT1, Bề dày đất đắp 1.8m Lớp đất Bề dày 1-1 2.00 1-2 4.00 1-3 6.00 1-4 8.00 Bề dày (m) 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 γ' 5.10 5.10 4.90 4.90 4.60 4.60 4.90 4.90 5σgl i