Tóm tắt
Tóm tắt
Bộ môn Địa kỹ thuật, Khoa Xây dựng ĐT: 0983458366
Email: Vothaohuong@gmail.com
Ngày nhận bài: 22/5/2018 Ngày sửa bài: 31/5/2018 Ngày duyệt đăng: 11/02/2019
1. Đặt vấn đề
Mái dốc là một khối đất có mặt giới hạn là mặt dốc. Mái dốc bị mất ổn định do các nguyên nhân như:
- Sự cân bằng bị phá huỷ do tăng tải trọng tác dụng lên khối đất do xây dựng công trình trên sườn dốc;
- Các quá trình xói mòn: diễn ra chậm, khó nhận biết nó phụ thuộc điều kiện khí tượng và địa vật lý bên ngoài, tính chất bề mặt của khối đất;
- Sự giảm sức chống bên trong: trọng lượng khối đất tăng do no nước khi mưa lũ kéo dài, hoặc do mao dẫn khi nước ngầm hạ thấp;
- Ma sát hiệu quả giảm khi tồn tại áp lực nước lỗ rỗng; - Lực dính giảm khi đất bị làm ướt và bị trương nở;
Tuy nhiên, đánh giá mất ổn định mái dốc là vấn đề vô cùng phức tạp, bởi thời điểm mất ổn định là thời điểm hội tụ của nhiều nguyên nhân, mà các nguyên nhân đó thì đa dạng và có quy luật biến đổi phức tạp theo thời gian. Đó là lý do mà hiện tượng mất ổn định liên tục xảy ra nằm ngoài tầm kiểm soát, nhất là những năm gần đây ở vùng Hòa Bình nơi có sườn dốc trên đá bazan.
2. Đặc điểm địa chất công trình trên vùng đá bazan Hòa Bình
Dựa trên các tài liệu thu thập từ kết quả điều tra địa chất đô thị Hòa Bình tỷ lệ 1:25000 của tổng cục địa chất Việt Nam [1] và một số kết quả khảo sát địa kỹ thuật của các công trình trong khu vực nghiên cứu [2], thì địa chất công trình trên vùng đá bazan Hòa Bình có những đặc điểm cơ bản như sau:
2.1. Nguồn gốc và thành phần khoáng hóa
Các thành tạo bazan ở Hòa Bình là bazan porphyrit phân bố ở hai hệ tầng Cẩm thuỷ và Viên Nam. Sự khác nhau về đặc điểm phân bố đã tạo nên những khác biệt giữa chúng như sau:
- Hệ tầng Cẩm thủy P2ct thành tạo trong thời kỳ Pecmi giữa cách đây khoảng nghìn năm. Chúng lộ ra trên bề mặt ở phía thượng nguồn và bên trái sông Đà. Theo thành phần tuf núi lửa hệ tầng này được phân biệt thành 2 phần trên dưới khác nhau.
Phần dưới có thành phần bazan porphyrit xen lẫn tuf dăm kết dày khoảng 300m.
Phần trên bazan porphyrit xen lẫn cát kết tuf bề dày biến đổi từ 150 - 200m. - Hệ tầng Viên Nam P3vn thành tạo trong thời kỳ Pecmi thượng, cách đây khoảng nghìn năm. Bề dày của thành tạo này khoảng 250m. Phân bố ở phía hạ lưu và ở bờ phải sông Đà. Thành phần xen lẫn với bazan porphyrit có tuf cát kết.
- Hệ tầng Tân lạc T1tl thành tạo trong thời kỳ Triat sớm cách đây hàng nghìn năm bề dày 500-100m thành phần đặc trưng là cuội kết phun trào và tuf xen kẹp sét cát bột kết phân lớp mỏng.
Như vậy, mặc dù có sự khác nhau nhưng phần trên cùng của các thành tạo này đều có chung một thành phần là bazan xen lẫn tuf cát kết. Điều đó, cho phép xem chúng có một đặc điểm chung của vỏ phong hoá.
2.2. Cấu trúc và sự phân bố
- Cấu trúc nền trên đá bazan.
Kết quả khoan khảo sát địa kỹ thuật và điều tra điạ chất công trình của đề án địa chất đô thị Hoà Bình đã cho thấy cấu trúc nền vùng đá bazan hệ tầng cẩm thuỷ là cấu trúc phân đới của vỏ phong hoá. Trong cấu trúc này theo chiều từ trên xuống dưới có trật tự xắp xếp gồm 3 lớp như sau:
Lớp 1: Sét pha mầu nâu vàng nâu hồng có thành phần tương đối đồng nhất. Bề dày của lớp biến đổi tuỳ theo độ dốc địa hình, phổ biến biến đổi trong khoảng 3- 7m;
Lớp 2: Sét pha lẫn dăm mảnh, đồi khi có tảng là đá chưa phong hóa. Nhìn chung thành phần không đồng nhất, là điểm khác biệt căn bản với lớp nằm trên nó, bề dày biến đổi từ 2- 5m;
Lớp 3: Đá bazan.
Tóm lại, chiều dầy vỏ phong hóa lớn, trong đó lớp thuộc đới phong hóa trên mặt luôn có sự đồng nhất về thành phần.
Bảng 1. Cấu trúc nền trên đá bazan
Đới Độ dày (m) Khoáng vật đặc trưng 1 3-6 Gipxit, gơtit (hematit), inmenit
(Kaolinit)
2 5-8 Kaolinit, gơtit, hydrogơtit, imenit 3 2-3 Hydrogơtit, monmorilonit, haluazit,
plagiocla pyroxen, inmenit Đá gốc - Plagiocla, olivin, pyroxen, inmenit
2.3. Đặc điểm địa hình
- Nguồn gốc địa hình
Địa hình sườn dốc trên đá phun trào bazan được hình thành do dòng dung nham phun trào kết tinh trong điều kiện nhiệt độ áp suất thấp giảm đột ngột với thành phần bazơ độ nhớt cao.
- Hình thái địa hình
Địa hình trên đá bazan của hệ tầng cẩm thuỷ chủ yếu nằm ở độ cao tuyệt đối từ 150 đến 200m, phần lớn được bao phủ thảm thực vật tái sinh. Độ dốc ở các sườn dốc tự nhiên biến đổi từ 25 đến 650. Ngoài ra, còn có các sườn dốc nhân tạo ở các công trình giao thông đi qua khu vực địa hình đá bazan. Đánh giá đặc điểm địa hình địa mạo trên đá bazan vùng Hòa Bình có thể phân ra các dạng địa hình sau:
Địa hình sườn dốc kéo dài dạng tuyến (hình 1). Trên dạng địa hình này các mặt cắt vuông góc với tuyến (trục A-A)
Địa hình sườn dốc dạng yên ngựa.
Địa hình sườn dốc dạng tròn kiểu bát úp (hình 2). Trên các mặt cắt địa hình ngang vuông góc với đường đồng mức, sườn dốc có dạng đỉnh bằng thân dốc và chân thoải.
Từ đặc điểm địa hình và cấu trúc phân đới của vỏ phong hóa cấu trúc nền của vỏ phong hóa bazan trên sườn dốc có thể được đánh giá theo một số dạng như Hình 3.
2.4. Đặc điểm địa chất thuỷ văn
Đá bazan phần nứt nẻ có khả năng tàng trữ nước. Nguồn cung cấp nước cho đới chứa nước nứt nẻ của đá có khả năng là nước ở hồ thủy điện Hòa Bình. Những bằng chứng về khả năng thấm và tàng trữ nước trong phần đá bazan nứt nẻ được thể hiện ở các mạch nước ngầm xuất lộ ở các sườn
dốc và mực trong một số công trình khai thác nước nhỏ gần kề với khu vực lòng hồ khi mực nước hồ đạt đến một cao trình nào đó. Tuy nhiên đa phần không có quan hệ thủy lực với phần đá magma nằm xa khu vực lòng hồ.
Bên cạnh nước tồn tại trong đới nứt nẻ, nước còn tồn tại trong đới phong hóa dở dang tương đối phổ biến, nhưng sự
Hình 1. Địa hình dạng tuyến
Hình 2. Địa hình sườn dốc dạng tròn kiểu bát úp
Hình 3. Cấu trúc nền của vỏ phong hóa bazan trên sườn dốc Bảng 2. Lỗ khoan Mẫu số Khối lượng T/m3 Kháng nén kG/cm2 Kháng kéo kG/cm2 Góc ma sát độ Lực dính kG/cm2
Thể tích Riêng Tự nhiên Bão hòa Tự nhiên Bão hòa Tự nhiên Bão hòa Tự nhiên Bão hòa
K7 M30 2.71 2.83 1012 997 79 77 46 46 160 156 K9 M26 2.72 2.82 925 895 66 65 43 42 142 126 K8 M25 2.71 2.83 1002 977 70 67 46 46 151 129 K22 M29 2.74 2.87 1130 865 81 69 45 42 145 139 K24 M27 2.73 2.86 1109 902 75 72 41 40 148 142 K23 M28 2.75 2.85 1085 914 83 79 44 42 157 153