ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐỘNG LỰC
I.CÁC HIỆN TƯỢNG ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐỘNG LỰC:
nhiên, ảnh hưởng đến đời sống của con người. Chúng gây ra những phá hủy ở những mức độ khác nhau, làm phá hủy các công trình xây dựng một cách dễ dàng, không những thế còn có thể gây nguy hiểm cho tính mạng của con người. Chính vì vậy việc nghiên cứu, phân loại các hiện tượng địa chất công trình rất cần thiết để có thể phòng chống, giảm nhẹ thiệt hại.
I. CÁC HIỆN TƯỢNG ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐỘNG
LỰC:
Dựa vào các tài liệu, báo cáo địa chất môi trường của Liên Đoàn Địa Chất 8 và của tác giả Nguyễn Văn Thành, đồng thời két hợp với quan sát thực địa, chúng tôi thấy ở vùng nghiên cứu có các hiện tượng địa chất công trình động lực như sau:
1. Hiện tượng địa chất tự nhiên:
a) Hiệân tượng phong hóa đất đá:
Các tác nhân chủ yếu ảnh hưởng đến hiệân tượng phong hóa đất đó là: khí quyển, thủy quyển, sinh quyển. Hiện tượng này xảy ra khá phổ biến trong khu vực nghiên cứu.
Hiện tượng này phân bố đều khắp trên các trầm tích Holocen và Pleistocen có trong vùng nghiên cứu. Hiện tượng phong hóa Feralit là giai đoạn đầu của hiện tượng phong hóa Laterit. Phong hóa Feralit được Fritlan nghiên cứu vỏ phong hóa ỡ vùng nhiệt đới ẩm để chỉ hiện tượng đất đá bị phong hóa thành đất đá có màu đỏ gạch, vàng nâu sặc sỡ, có hàm lượng khoáng vật thứ sinh chiếm chủ yếu, tỷ lệ SiO2/Fe2O3 và SiO2/Al2O3 thường nhỏ hơn hai, hàm lượng sét cao, pH thấp (trong đó Kaolinit là thành phần quan trọng).
Phong hóa Laterit :
Hiện tượng phong hóa Laterit là hiện tượng đất được làm giàu tại chỗ, các oxit sắt nhôm theo dòng nước ngầm được mang từ nơi khác đến, khi gặp những điều kiện thích hợp các oxit sắt nhôm được vận chuyển lên trên tầng đất đá chứa nước, nước bốc hơi đi để lại thành phần oxit sắt và nhôm bền vững trong thiên nhiên. Hiện tượng này thường xảy ra ỡ những vùng có địa hình thoải như Thủ Đức, Bình Chánh … trên nhiều loại đất đá khác nhau, chủ yếu là sét, sét pha, cát pha đôi khi lẫn sạn sỏi thuộc trầm tích Pleistocen nguồn gốc sông.
Ở Việt Nam nói chung và Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng thuộc vùng khí hậu nóng ẩm nên hiện tượng Laterit hóa thường xảy ra. Mặc dù hiện tượng này đối với nông nghiệp không có lợi nhưng đối với địa chất công trình thì quá trình Laterit hóa lại làm gia tăng độ bền của đất nền. Vì vậy có thể sử dụng lớp đất này làm nền cho các công trình xây dựng.
b) Hiện tượng xói mòn:
Khi mưa rơi xuống đất, một lượng nước bị bốc hơi trở về khí quyển, một phần ngấm sâu xuống đất giúp bổ cấp cho nguồn nước ngầm, nhưng phần lớn bị chảy tràn trên mặt đất tạo nên dòng chảy tạm thời. Những dòng chảy
tạm thời này khi chảy thường đem theo trong nó những vụn đất đá gây nên hiện tượng xói mòn bề mặt. Hiện tượng này phát triển mạnh ở những nơi nước mặt chảy tập trung theo dòng được gọi là hiện tượng xói mòn theo dòng.
Xói mòn bề mặt :
Xói mòn bề mặt là hiện tượng địa chất công trình động lực gây những ảnh hưởng nghiêm trọng như đem đi những chất dinh dưỡng trong đất đi nơi khác làm đất trở nên đất nghèo thường xảy ra mạnh mẽ vào mùa mưa. Các dòng nước theo đó moi chuyển đi một số vật liệu tạo nên các dạng mương xói hay rảnh xói, nhiều khi tạo thành 1 hệ thống mương xói và rãnh xói làm cho bề mặt địa hình bị phân cắt không liên tục.
Hiện tượng này phát triển trên toàn bộ bề mặt kiểu địa hình xâm thực tích tụ ở xã Linh Trung – Thủ Đức và phát triển mạnh trong trầm tích bở rời tuổi Pleistocen gồm: cát, cát pha…làm cho nhiều diện tích không còn sử dụng được trong đất nông nghiệp hay đất bị thoái hóa mạnh trở nên cằn cỗi. Sự phát triển mạnh mẽ ở khu vực này là do địa hình có độ dốc tương đối lớn (từ 1-50), thảm thực vật phá hoại gần như toàn bộ.
Khối lượng đất bị xói mòn ở khu vực này rất lớn, vào mùa mưa đất này bị rửa trôi chảy tràn và lắp đầy các rãnh thoát nước ở hai bên đường bởi các vật liệu do chúng vận chuyển đi.
Xói mòn theo dòng :
Xói mòn theo dòng quan sát thấy phát triển ở khu vực Tăng Nhơn Phú, Long Bình – Thủ Đức, các hệ thống mương xói thường phát triển gần
từ 1-3m và dài vài trăm mét, các thành phần nham thạch là cát, cát pha đôi nơi còn có lẫn sạn và kết vón Laterit.
2. Hiện tượng địa chất công trình động lực:
a) Hiện tượng lưu biến :
Hiện tượng này đặc biệt xảy ra ở đất loại sét, nó biểu hiện ở sự biến dạng lâu dài của đất loại sét khi tải trọng không đổi. Theo tài liệu địa chất công trình của tác giả Nguyễn Văn Thành, ở một số phòng của Ủy Ban Nhân Dân Huyện Bình Chánh, hiện tượng ở giữa nhà bị lún đi rất nhiều so với hai bên vách tạo nên sự chênh lệch về độ cao từ 3 - 4 m. Đây chính là do ảnh hưởng hiện tượng lưu biến.
b) Hiện tượng cát chảy, xói ngầm:
Cát chảy là một trong những hiện tượng địa chất công trình động lực nguy hiểm thường phát triển trong đất loại cát, bùn, sét bảo hoà nước dưới tác dụng của áp lực thủy động và sự bôi trơn bằng các chất keo như là các vật chất keo hữu cơ, keo sắt, keo nhôm …, nó biểu hiện dưới dạng những dòng bùn cát, bùn đất đùn ra dưới hố móng công trình khai đào.
Cát chảy thật:
Cát hạt nhỏ, bùn, sét … bão hoà nước.
Cát chảy giả:
Cát thô, sạn sỏi và đá tảng đôi khi cũng bị chảy khi gặp những điều kiện động lực thích hợp. Tuy nhiên, khi những điều kiện đó giảm dần thì hiện tượng cát chảy này cũng ngưng xảy ra. Cũng tương tự như vậy, một số đất loại sét bị ẩm ướt cũng dễ dàng tan rã, mất tính dính và chuyển sang trạng thái sệt. Tuy nhiên, khi độ ẩm vừa giảm sẽ dẫn đến độ sệt cũng thay đổi ngay và hiện tượng chảy chấm dứt.
Xói ngầm là sự moi chuyển vật liệu từ những loại đất đá thành phần không đủ chất hay mọi chuyển các vật liệu xi măng các hạt, do sự vận động dòng ngầm và nguyên nhân chủ yếu do sự khác nhau về áp lực cột nước đặc điểm xói ngầm: xói ngầm là dạng phá huỷ đất đá khô, không đồng nhất(chất tạp nhạp) xảy ra nhiều loại đất, nó xảy ra tương đối chậm. Sản phẩm do xói ngầm có tính rời xốp, những nơi xảy ra độ chặt giảm độ rỗng giảm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Xói ngầm phát triển ở vùng miền có nhiều công trình sẽ gây ra hiện tượng lún nhiều,lún không đều, biến dạng đi đến phá hoại những công trình bên trên. Nó làm thay đổi độ thấm nước của đất, tốc độ vận động đặc biệt những nơi có áp lực thuỷ động. Điều kiện xói ngầm: đất đá không đồng nhất, nơi tiếp xúc hai lớp đất đá thành phần khác nhau.Khi gradien áp lực nhất định, tồn tại 1 miền tiêu thoát nước và lắng động vật liệu.
c) Hiện tượng lún ướt :
Hiện tượng này thường thấy ở Linh Xuân (Thủ Đức) do đất có độ lỗ rỗng cao, độ chứa bụi cao và chứa nhiều muối Cacbonat sunfat nên dễ bị xói mòn tan rã khi ngập nước nhiều nơi có khuynh hướng sụp lún .Đây là hiện tượng được đánh giá là bất lợi cho việc xây dựng công trình thường làm thiệt hại cho con người. Khi xây dựng cần phải xây dựng hệ thống thoát nước. Tóm lại các hiện tượng địa chất công trình động lực trong khu vực nghiên cứu khá đa dạng cả về cấp độ lẫn số lượng, tuy có những mặt thuận lợi và không thuận lợi cho công tác thiết kế, thi công các công trình xây dựng nhưng tốt nhất là cần phải tiến hành khảo sát địa chất công trình tỉ mỉ để đề ra các phương án thiết kế, thi công các công trình xây dựng một cách tối ưu nhất nhằm giảm giá thành xây dựng cũng như đảm bảo độ bền vững, độ ổn định khi vận hành công trình về sau.
Là hiện tượng dịch chuyển theo chiều thẳng đứng của các lớp theo bề mặt, khi chịu tác dụng bề mặt công trình.
Định nghĩa đất gồm những khoáng gắn kết theo một trục trật tự nào đó, các hạt gắn trực tiếp thông qua chổ tiếp xúc còn đất rời xốp gắn kết xi măng gọi áp lực hữu hiệu (có hiệu).
Khi tác dụng lực vào trong đất hạt tiếp nhận và truyền đi, sự lún loại sét lâu dài (do sự giảm thể tích). Trong tự nhiên, các hạt xếp lại cho chặt lên độ lỗ rỗng giảm (tức tăng khối lượng trên một đơn vị diện tích theo mọi phương). Thông thường, dựa vào phòng thí nghiệm tác dụng thẳng đứng giảm thể tích chiều đứng sẽ cho chênh lệch h so chiều dài ban đầu, đưa ra sơ đồ nén phòng thí nghiệm. Lúc đầu, P1 bị nén rồi P2>P1 cũng nén lại, P3>P2 đất nén giảm độ rỗng e2 đến e3 đến lúc nào đó không còn mỏng hơn nữa.
II. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO:
Dựa trên cơ sở các tài liệu về địa hình, địa mạo vùng nghiên cứu của các tác giả trước đồng thời kết hợp bản đồ địa mạo tân kiến tạo vùng thành phố Hồ Chí Minh của Liên Đoàn Địa Chất 8 căn cứ vào độ tương đối, nguồn gốc thành tạo, thành phần thạch học tuổi địa chất đặc trưng về hình thái của các dạng địa hình trong vùng nghiên cứu và các quá trình nội sinh chúng tôi phân chia địa hình khu vực nghiên cứu thành các đơn nguyên địa mạo sau:
1. Kiểu địa hình xâm thực bốc mòn rửa trôi:
Kiểu địa hình này phân bố chủ yếu ở khu vực Tăng Nhơn Phú-Thủ Đức được thành tạo bởi cát sạn pha bột lẫn dăm tảng Laterit. Bề mặt địa hình phẳng thoải rộng 50-300m, dốc khoảng 50 kéo dài dọc thung lũng Gò Công bị mương rãnh xói phá hủy chia cắt và bị rửa trôi nhanh.
2. Kiểu địa hình xâm thực tích tụ:
Kiểu địa hình này phân bố tương đố rộng ở Linh Xuân vá Tăng Phú Nhơn, cao 20-40m, được cấu tạo bởi trầm tích bở rời thuộc hệ thống Thủ Đức gồm phía trên cát bột san màu nâu vàng, nâu đỏ chuyển tiếp xuống (phía dưới là sỏi thạch anh, sét bột có chứa thấu kính Kaolin. Bề mặt địa hình rộng dạng đồi lượn sóng nghiêng thoải từ Đông Bắc, (Tân Đông Hiệp) xuống Tây Nam (Linh Quân) với gốc dốc 1-30 và bị rửa trôi, xâm thực chia cắt mạnh bởi dòng chảy kéo dài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, đồng thời phát triển mương xói rãnh xói hẹp ở khu vực đồi Đại học Khoa học tự nhiên. Hiện tại phần lớn của diện tích bề mặt địa hình đã trồng cây công nghiệp (điều, bạch đàn). Một số nơi đang được khai thác vật liệu cấu tạo nên thềm (kaolin sét gạch ngói, cuội sỏi Laterit, đất san lấp). Sự khai thác này đã phá hủy và làm thay đổi bề mặt nguyên thủy của địa hình, tạo các moong khai thác với địa hình âm như các ao hồ bị ngập nước thường xuyên.
3. Kiểu địa hình tích tụ:
Kiểu địa hình chiếm phần lớn diện tích vùng nghiên cứu (3/4 diện tích). Nguồn gốc tích tụ ở đây chủ yếu là những vật liệu hỗn hợp của sông biển và sông, ít hơn là đầm lầy và sông. Trầm tích Pleistocen và Holocen lộ ra trên bề mặt hình thành các bậc thềm, bãi bồi cao.
a) Phụ kiểu địa hình tích tụ dạng thềm bậc 2 nguồn gốc sông tuổi Pleistocen trên (aIII3 ):
Phụ kiểu địa hình này diện tích nhỏ dưới dạng kéo dài từ Lái Thiêu xuống khu vực Phước Long và Tăng Nhơn Phú cao 5-15m được cấu tạo bởi cát bột, sạn cát cuội sỏi chứ sét Kaolin. Về hình thái bề mặt địa hình phẳng hẹp (0,3-1,5km; nghiêng thoải 1-30) bị chia cắt bởi các suối rạch nhỏ và hệ
tích canh tác cây công nghiệp (đậu, khoai mì) và các loại cây ăn quả. Việc khai thá các loại khoáng sản (cát, cuộâi, sỏi kaolin) trên bề mặt địa hình đã được gia tăng thêm bề mặt dốc của địa hình.
c) Phụ kiểu địa hình tích tụ dạng thềm bậc 2 nguồn gốc sông biển tuổi Holocen dưới giữa (amIII3 ):
Phụ kiểu địa hình này phân bố tập trung ở khu vực nội ngoại thành Thành phố Hồ Chí Minh (Tân Bình, Gò Vấp, Hoóc Môn) cao 5-15m, được cấu tạo bởi trầm tích bở rời gồm: cát bột chứa ít sạn nhỏ ở phần đáy màu xám (10- 30m). Về hình thái bề mặt địa hình rộng, bằng phẳng, nghiêm thoải nhẹ, (1- 30) bị chia cắt bởi hệ thống sông rạch theo nhiều hướng khác nhau. Hiện tại đây là diện tích canh tác đất nông nghiệp cũng như quy hoạch mở rộng đô thị và phát triển khu dân cư thuận lợi.
d) Phụ kiệu địa hình tích tụ dạng thềm bậc 1 nguồn gốc sông biển tuổi Holocen dưới giữa:
Phụ kiều địa hình này phân bố ở khu vực Gò Vấp, Thủ Đức cao 2-5m được cấu tạo bởi trầm tích gồm: cát, bột, sét màu xám trắng đến xám vàng dày 2-10m. Về hình thái bề mặt địa hình bằng phẳng, hẹp (0,5-5km) bị chia cắt bởi hệ thống sông suối chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam. Trầm tích cấu tạo thềm bị nhiễm mặn gây khó khăn cho việc phát triển nông nghiệp. Lớp sét gần mặt bị phong hóa yếu (dày 0,5-1m) có thể khai thác làm gạch ngói.
e) Phụ kiểu địa hình tích tụ dạng bãi bồi cao nguồn gốc sông tuổi Holocen giữa trên (aIV2-3 ):
Phụ kiểu địa hình này ở phía Nam Thủ Đức dọc theo hai bờ sông Sài Gòn, cao 1-2m được cấu tạo bởi trầm tích gồm: cát bột, sét màu xám, xám
cắt bởi mạng lưới sông rạch (chịu ảnh hưởng của thủy triều). Hiện tại bề mặt địa hình đã và đang sử dụng cho canh tác nông nghiệp là chủ yếu.
CHƯƠNG V: KHOÁNG SẢN VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG