Độ sâu đặt nhện Độ sâu trung bình tại lần đo đầu Độ sâu trung bình sau 02 tháng Kết quả lún sau 02 tháng (mm) Sai số của thiết bị đo Sai số của phép đo N1 8.79 8.797 7 0.001 0.0001 N2 12.767 12.77 3 0.001 0.0001 N3 18.71467 18.714 -0.7 0.001 0.0001 N4 24.69067 24.691 0.3 0.001 0.0001
HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 87
Kết quả trên cho thấy rằng: sau khi đắp lớp đất 8.0m vào 2009 đến thời điểm khoan lắp nhện từ vào tháng 11/2017, nền đất đã cố kết trong vòng khoảng 08 năm. Và trong khoảng thời gian quan trắc 02 tháng sau cố kết, độ lún tại vị trí độ sâu tương ứng 8.8m ghi nhận là 7.0 mm. Độ lún tại độ sâu tương ứng 12.8m là 3.0 mm. Tại độ sâu lớn là 19m và 24m thì độ lún là khá nhỏ. Thậm chí có trường hợp xảy ra đẩy nổi. Với sai số dụng cụ đo là ± 1 mm. Và sai số tính tốn là ± 0.1 mm. Kết quả này sẽ được đối chiếu, so sánh với kết quả tính tốn lún lý thuyết trong thời gian 02 tháng tại thời điểm t = 8 năm cố kết trước.
3.4. Kết quả khảo sát lún bề mặt
Từ quá trình khảo sát lún bề mặt tại 20 điểm, cho kết quả đo lún như sau, bảng 3.18. Bảng 3.18: Bảng kết quả khảo sát lún bề mặt tại 20 điểm
KI_HIEU TEN LOAI_CT X Y DO_LUN
(cm) KSL1 NHT_1 Nhà ở 604195 1185022 11.5 KSL2 NHT_2 Tòa cao ốc 604873 1184086 11.0 KSL3 NHT_3 Tòa cao ốc 604369 1184797 26.5 KSL4 NHT_4 Trường ĐH CNTT Gia Định 604030 1186898 16.5 KSL5 NHT_5 Khu chung cư cao
tầng 604404 1184728 18.0 KSL6 NLB_1 Toà nhà Unilever 606286 1186006 16.0 KSL7 NLB_2 Toà nhà Riverside Residence 606681 1185185 15. 3 KSL8 NLB_3 Cầu đường 606654 1185521 34.5 KSL9 NLB_4 Toà nhà Capri 606474 1186414 12.5 KSL10 BH_1 Nhà ở 602408 1184569 5.0 KSL11 PH_1 Nhà ở 601907 1182627 7.2 KSL12 PH_2 Cầu đường 602399 1184262 42,5 KSL13 PH_3 Nhà ở 601907 1182627 16.0 KSL14 PP_1 Nhà ở 597910 1185821 10.7
HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 88 KSL15 PP_2 Nhà cao tầng 597924 1183366 6.2 KSL16 NVL_1 Nhà cao tầng 604668 1186148 12.0 KSL17 NVL_2 Tòa nhà HD Bank 604542 1186151 11.0 KSL18 HTP_1 Nhà ở 607248 1186819 7.0 KSL19 HTP_2 Nhà ở 607326 1186537 6.0 KSL20 NMXL Cơng trình 601401 1184549 35.5
Bảng kết quả cho thấy độ lún bề mặt lớn tại các vị trí chủ yếu là mố cầu, khu vực có lớp đất đắp dày, các cơng trình đặt lên nền đất yếu không được xử lý nền tốt.
Độ lún lớn nhất ghi nhận được là tại Nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng là 35.5 cm là chủ yếu. Tuy nhiên, tại một số điểm lún lên đến 80.0 cm. Các nhóm độ lún tính trung bình được thể hiện trong bảng 3.19.
Bảng 3.19: Bảng độ lún trung bình theo loại cơng trình
Loại cơng trình Tổng độ lún/Tổng số điểm Độ lún trung bình (cm)
Nhà ở 63.4 / 7 9.06
Nhà cao tầng 128.5 / 9 14.28
Cơng trình 66.5 / 2 26.0
Cầu đường 77.0 / 2 38.50
Nhận xét: Nhóm cơng trình nhà ở, nhà cao tầng với tải trọng tác dụng chủ yếu là đất
đắp với bề dày thấp cho kết quả lún nhỏ hơn khoảng hai lần so với độ lún của nhóm cơng trình cầu đường và cơng trình có lớp đất đắp lớn. Điều này được giải thích là do nhóm nhà cao tầng được xử lý nền kỹ và tải trọng chủ yếu đặt lên móng với độ lún cho phép thường nhỏ hơn 8.0 cm. Trong khi với các nhóm cơng trình cầu đường, cơng trình có lớp đất đắp lớn tác dụng lớn lên nền đất, gây độ lún lớn. Kết quả đo lún này sẽ được đối chiếu với các kết quả đo lún từ phương pháp quan trắc lún sâu và phương pháp tính lún lý thuyết ở mục sau để đánh giá kết quả ghi nhận được.
HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 89
3.5. Đánh giá kết quả từ các phương pháp
Kết quả tính tốn và quan trắc lún được so sánh, đối chiếu với nhau để đánh giá độ chính xác từ các phương pháp. Tác giả chọn ra các điểm như sau:
Bảng 3.20: Bảng so sánh các kết quả lún lý thuyết và lún sâu
Điểm đo Kết quả lún lý thuyết (mm)
Kết quả quan trắc
lún sâu (mm) Điều kiện so sánh
QT1 5.4 6.6 Trong 03 tháng
QT2 4.1 5.7 Trong 02 tháng
Nhận xét: Từ kết quả so sánh trên cho thấy rằng: Độ lún từ kết quả tính tốn lún lý
thuyết thấp hơn so với độ lún đo đạc thực tế bằng phương pháp đo lún sâu sử dụng nhện từ. Chênh lệch về độ lún ε1 = 1.2 mm. ε2 = 1.6 mm hay sai số trong khoảng 13% theo sai số trung bình. Điều này có thể giải thích rằng: Trong thực tế, ngồi tải trọng lớp đất đắp thì nền đất tại khu vực quan trắc còn chịu các tải trọng khác như: tải trọng động do con người gây nên, tải trọng do sự ảnh hưởng của các cơng trình lớn lân cận,... Thật vậy, đối với điểm QT1_Dự án Đại học Văn Hiến, bên cạnh hố khoan quan trắc là chung cư cao tầng cách 40 m về phía Tây, có xe tải ra vào thường xuyên và ghi nhận có rung động nền đất tại thời điểm quan trắc. Phía bắc cách đại lộ Nguyễn Văn Linh 145m với lưu lượng xe lớn, hình 2.14.
Và nếu xem tải trọng động cũng như các tác động cộng hưởng khác ngoài tải trọng đất đắp trong khoảng sai số 13% (sai số trung bình 2 điểm phân tích lún: εtb = 0.13) gây ra độ lún thì độ lún trong khu vực xã Bình Hưng, Phong Phú tuân theo quy luật của biểu đồ log phương trình: y = 3.6303ln(x) + 9.31 tại bề dày lớp đất đắp 2.0 m. Kết quả từ phương pháp tính tốn lún và phương pháp khảo sát hiện trạng được thể hiện trong bảng 3.21. Bảng 3.21: Bảng so sánh các kết quả lún lý thuyết và lún bề mặt Điểm đo TÊN Kết quả lún lý thuyết (cm) Kết quả lún bề mặt (cm) Điều kiện so sánh
HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 90 1 QT2 82.48 80.0 Độ lún tổng, bề dày đất đắp 8.0 m 2 PHA 29.07 28.5 Độ lún tổng, bề dày đất đắp 2.5 m 3 PHA 20.88 18.0 Độ lún tổng, bề dày đất đắp 2.0 m 4 Nhóm cơng trình 22.81 26.0 Độ lún trung bình, bề dày đất đắp 1.8 m 5 Nhóm nhà cao tầng 18.89 14.28 Độ lún tổng, bề dày đất đắp 1.8 m 6 Nhóm nhà ở 11.18 9.06 Độ lún trung bình, bề dày đất đắp 1.0 m Biểu đồ so sánh kết quả lún biểu thị như sau:
Biểu đồ 3.8: Biểu đồ so sánh lún kết quả lún lý thuyết và đo lún mặt đất
Nhận xét:
Từ kết quả tính lún lý thuyết và kết quả khảo sát lún bề mặt cho ta thấy rằng:
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 1 2 3 4 5 6 7 Đ ộ lún ( 10 m m ) Điểm quan trắc
HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 91
Ở các nhóm cơng trình khác nhau hay tải trọng tác dụng khác nhau tác dụng lên nền đất thì độ lún cũng thay đổi tương ứng, độ lún hiện trạng trung bình là từ 9.06 đến 26.0cm. Tải trọng tác dụng càng lớn thì độ lún càng lớn và có sự liên hệ giữa độ lún lý thuyết tại các điểm lún cục bộ và độ lún trung bình đo được tại các điểm quan trắc. Theo đó, kết quả so sánh lún tại nhóm nhà ở với bề dày đất đắp 1.0m cho kết quả chênh lệch 21.2 mm. Hay tại nhóm cơng trình với bề dày lớp đất đắp là 1.8m, cho kế quả chênh lệch độ lún là 31.9 mm. Đối với điểm khảo sát tại đúng vị trí tính tốn lún lý thuyết cho kết quả tương đối chính xác với độ chênh lệch 4.3 mm. Phần trăm sai số nằm trong khoảng 5% cho thấy độ tương quan rất lớn giữa hai phương pháp đo lún.
3.6. Dự báo khả năng lún trong khu vực nghiên cứu
Với tốc độ đơ thị hóa rất nhanh tại khu vực Nam Sài Gịn và diện tích xây dựng vẫn cịn khá lớn, đặc biệt là phía Nam và Tây Nam khu vực nghiên cứu (Xã Phong Phú, xã Bình Hưng, xã Nhơn Đức, xã Phước Lộc, một phần xã Phước Kiển), và quy hoạch cao độ nền đến năm 2025 tại khu vực này là + 2.0m thì khả năng lún trên diện rộng là điều khó tránh khỏi. Nếu như khơng có các biện pháp cảnh báo sớm hoặc phương án xử lý nền, bù lún,... thích hợp thì độ lún có thể đạt từ 21 – 25cm đến năm 2025. Và đối với những cơng trình cần san lấp nền với chiều dày lớn: 5m thì độ lún có thể đạt 60.0 cm. Hoặc tại chiều dày 8.0m thì độ lún có thể đạt 90.0 cm vào năm 2025. Với mức độ lún như vậy thì dẫn đến việc phá hỏng kết cấu cơng trình, mất an tồn, cũng như mỹ quan,... thiệt hại mang đến là rất lớn, nhất là trong trường hợp xảy ra trên diện rộng.
Từ sự đồng nhất của lớp đất yếu và kết hợp với quy hoạch cao độ xây dựng khống chế có thể đưa ra các dự báo về độ lún trong khu vực nghiên cứu như sau:
- Với cao độ khống chế Hkc ≥ 2.0 m thì đến năm 2020 độ lún sẽ đạt từ 15.63 đến 21.62 cm. Đến năm 2025, độ lún có thể đạt từ: 17.42 đến 21.74 cm.
- Với cao độ khống chế Hkc ≥ 2.5 m thì đến năm 2020 độ lún sẽ đạt từ 18.83 đến 27.88 cm. Đến năm 2025, độ lún có thể đạt từ: 21.45 đến 28.13 cm.
HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 92
Tóm lại:
Với việc thu thập, xử lý bộ dữ liệu từ kết quả khảo sát địa chất gồm 100 hố khoan tại các cơng trình và kết quả nghiên cứu lún trong khu vực cho thấy rằng: Khu vực nghiên cứu có tầng bùn sét xám xanh đen trạng thái dẻo chảy đến dẻo mềm là khá dày, trung bình là: 20.5m (tại bề dày có SPT < 5). Ngồi ra, với cùng thời gian hình thành ở tuổi Holocene và sự đồng nhất về vật liệu bùn sét nhão, xen lẫn thực vật làm cho nền địa chất yếu khá đồng nhất. Chính sự đồng nhất này làm cho mặt cắt địa chất không thay đổi lớn. Xem xét 4 mặt cắt theo tuyến đặc trưng cho thấy, cấu trúc địa chất có xu hướng thay đổi bề dày lớn dần theo hướng từ Đông Sang Tây, từ Bắc vào Nam. Việc bề dày tầng đất yếu tuổi Holocene lớn và có cấu tạo khá đồng nhất đã gây ra độ lún lớn trong khu vực khi có tải trọng tác dụng. Độ lún này hầu như thay đổi khơng đáng kể tại các khu vực có nền địa chất đồng nhất ở những cấp tải trọng tương ứng. Qua những kết quả tính tốn lún lý thuyết và so sánh, đối chiếu với các phương pháp quan trắc lún sâu, khảo sát lún bề mặt, cho ta thấy rằng tại những vùng có đặc điểm địa chất khơng thay đổi nhiều có thể sử dụng đồ thị lún theo thời gian ở những cấp tải trọng khác nhau, tại một số khu vực đặc trưng để làm cơ sở dự báo độ lún. Tuy nhiên, trong phạm vi đề tài chỉ tập trung vào tải trọng do quá trình san lấp, đắp đất gây nên và chưa có những đánh giá vào các dạng tải trọng biến thiên lớn như tải trọng động hay những tải trọng mang tính chất cộng hưởng phức tạp,...
Từ việc khảo sát thực tế 20 điểm với 3 nhóm cơng trình chính cho kết quả độ lún hiện trạng trung bình từ 9.06 cm đến 26.0 cm. Độ lún trong khu vực nghiên cứu so với quy hoạch cao độ khống chế 2.0m có thể đạt từ: 17.42 đến 21.74 cm vào năm 2025. Và độ lún có thể đạt từ: 21.45 đến 28.13 cm với cao độ khống chế 2.5m.
HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 93
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1. KẾT LUẬN
Khu vực Nam Sài Gịn có nền đất yếu tuổi Holocene khá dày và đồng nhất, lớp bùn sét xám đen và xanh đen trạng thái dẻo chảy đến dẻo mềm có độ dày trung bình là 20.5m. Với cấu trúc nền đất yếu đặc trưng và sự phát triển đô thị hóa trong khu vực ngày càng nhanh đã gây ra rất nhiều vấn đề về địa chất trong đó có hiện tượng lún. Với tập dữ liệu bao gồm 100 hố khoan địa chất cơng trình được thu thập, qua phương pháp tổng hợp và xử lý số liệu, tác giả đã chọn ra các khu vực có nền địa chất tương đối đồng nhất và xây dựng mặt cắt địa chất đặc trưng qua các khu vực đó. Mặt cắt địa chất đặc trưng theo 04 tuyến cho kết quả tương đối về sự đồng nhất của lớp đất bùn sét yếu tuổi Holocene, tuy nhiên, cũng có một số thay đổi về bề dày và độ chặt của nền đất yếu dần theo hướng từ Tây sang Đơng và từ Bắc xuống Nam.
Phương pháp tính tốn lún lý thuyết và các phương pháp quan trắc lún sâu, phương pháp khảo sát lún bề mặt cho kết quả khá tương đồng và biểu thị được độ lún của từng khu vực theo các cấp tải trọng khác nhau. Tuy nhiên, kết quả tính lún lý thuyết hầu hết nhỏ hơn so với độ lún thực tế ghi nhận được. Khoảng sai số < 15% giữa kết quả lún lý thuyết và kết quả quan trắc sâu; và khoảng sai số < 5% giữa kết quả lún lý thuyết và kết quả khảo sát bề mặt.
Từ việc khảo sát thực tế 20 điểm với 3 nhóm cơng trình chính cho kết quả độ lún hiện trạng trung bình từ 9.06 cm đến 26.0 cm.Và với sự đồng nhất của lớp đất yếu so với với quy hoạch cao độ xây dựng khống chế có thể đưa ra các dự báo về độ lún trong khu vực nghiên cứu như sau:
- Với cao độ khống chế Hkc ≥ 2.0 m thì đến năm 2020 độ lún sẽ đạt từ 15.63 đến 21.62 cm. Đến năm 2025, độ lún có thể đạt từ: 17.42 đến 21.74 cm.
- Với cao độ khống chế Hkc ≥ 2.5 m thì đến năm 2020 độ lún sẽ đạt từ 18.83 đến 27.88 cm. Đến năm 2025, độ lún có thể đạt từ: 21.45 đến 28.13 cm.
4.2 KIẾN NGHỊ
HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 94
- Trong khu vực nghiên cứu, có thể sử dụng kết quả của luận văn để dự báo độ lún nhằm phục vụ cho công tác quy hoạch xây dựng, cảnh báo lún sụt,... - Đối với các khu vực vùng Đồng bằng Nam Bộ có đặc điểm cấu tạo nền địa
chất yếu tương tự và trong phạm vi tải trọng nghiên cứu thì có thể áp dụng các phương trình tương quan, cũng như kết quả nghiên cứu để tham khảo cho công tác quy hoạch, xây dựng đô thị, dự báo độ lún,...
- Cần có thêm nhiều số liệu khoan thăm dò địa chất trong khu vực nghiên cứu, đặc biệt là các dữ liệu mới sau năm 2015 với đầy đủ các kết quả thí nghiệm cơ lý để việc phân tích, đánh giá kết quả và dự báo lún được chính xác hơn.
HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 95
DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
1. Võ Minh Quân và nhóm nghiên cứu. “Original subsidence in saigon south and relationship between subsidence with holocene layer”. Hội nghị kỹ thuật địa chất khu
vực ASEAN lần thứ 10 vào ngày 02 - 03/08/2017.
2. Võ Minh Quân và nhóm nghiên cứu. “Lún mặt đất vùng Nam Sài Gòn và mối liên hệ với tầng Holocen”. Hội nghị khoa học và công nghệ lần thứ 15 vào ngày
HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 96
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Hồ Tống Minh Định và Lê Văn Trung. “Ứng dụng kỹ thuật InSAR trong xây dựng mơ hình số độ cao (DEM)”. Tạp chí Phát Triển KH&CN, tập 9, Số11,
2006.
[2] Phan Thị San Hà và Lê Minh Sơn. “Ứng dụng phương pháp nội suy Kriging khảo sát sự phân bố tầng đất yếu tuổi Holocene ở khu vực nội thành thành phố Hồ Chí Minh”. Tạp chí Phát Triển KH&CN, tập 10, số 02, 2007.