Chương 5: Các phương pháp nghiên cứu địa chất công trình
5.2. Đo vẽ địa chất công trình
Đo vẽ địa chất công trình là một trong những công tác quan trọng nhất thường
được tiến hành trước tiên, với mục đích nghiên cứu điều kiện địa chất công trình lãnh thổ một cách tổng hợp trong phạm vi xây dựng công trình hoặc thực hiện các biện pháp
địa chất công trình khác. Kết quả của công tác đo vẽ địa chất công trình cho phép thành lập các bản đồ địa chất công trình phục vụ cho mục đích xây dựng, quy hoạch hay khai thác kinh tế lãnh thổ.
5.2.2. Tỷ lệ và phạm vi đo vẽ đo vẽ địa chất công trình
Kết quả cuối cùng của đo vẽ địa chất công trình là thành lập bản đồ địa chất công trình. Vì vậy, trước khi đo vẽ địa chất công trình, cần phải xác định cụ thể tỷ lệ đo vẽ.
Trong thực tế, có thể tiến hành đo vẽ địa chất công trình với các loại tỷ lệ nh− tỷ lệ nhỏ (≤1/500.000), tỷ lệ trung bình (1/100.000- 1/200.000), tỷ lệ lớn (1/25.000- 1/50.000) và tỷ lệ chi tiết (≥1/10.000). Việc chọn tỷ lệ đo vẽ địa chất công trình phụ thuộc vào các yếu tố cơ bản sau:
- Nhiệm vụ nghiên cứu và giai đoạn khảo sát địa chất công trình;
- Mức độ nghiên cứu về địa chất khu vực và cấp phức tạp của điều kiện địa chất công trình diện tích đo vẽ.
122
Hiện nay, việc xác định tỷ lệ đo vẽ thường căn cứ theo nhiệm vụ, yêu cầu đặt ra và tuân theo quy phạm khảo sát xây dựng.
Phạm vi đo vẽ địa chất công trình đ−ợc xác định trên cơ sở mục đích và yêu cầu nghiên cứu đặt ra đối với một khu vực nào đó. Tuy nhiên, khi đo vẽ địa chất công trình của một đối t−ợng xây dựng cụ thể thì diện tích đo vẽ phụ thuộc vào diện tích xây dựng và phải đ−ợc xác định sao cho nghiên cứu đầy đủ nhất điều kiện địa chất công trình của
đối t−ợng nghiên cứu.
Để có cơ sở cho việc xác định phạm vi đo vẽ địa chất công trình thích hợp, cần phải chú ý một số nguyên tắc cơ bản sau:
- Tỷ lệ đo vẽ càng lớn thì diện tích đo vẽ càng nhỏ;
- Diện tích đo vẽ phải đ−ợc xác định phù hợp với diện tích xây dựng;
- Phạm vi đo vẽ địa chất công trình phải lớn hơn diện tích của đối t−ợng xây dựng cần nghiên cứu. Có nh− vậy mới có thể phát hiện đ−ợc đầy đủ các quy luật địa chất tác
động đến diện tích nghiên cứu;
- Giới hạn chiều sâu đo vẽ địa chất công trình phụ thuộc vào từng trường hợp cụ thể. Nhìn chung, chiều sâu đo vẽ phải v−ợt qua vùng ảnh h−ởng của công trình dự kiến xây dựng trong môi trường địa chất nghiên cứu. Ngoài ra, chiều sâu đo vẽ còn phải bảo
đảm xỏc định đ−ợc rừ ràng đặc điểm cấu trỳc địa chất của diện tớch nghiờn cứu trong những tr−ờng hợp cần thiết.
5.2.3. Nội dung đo vẽ địa chất công trình
Quá trình đo vẽ cần phải làm sáng tỏ các đặc điểm về thành phần, trạng thái, kiến trúc, cấu tạo, tuổi và nguồn gốc của các loại đất đá, xác định sự phân bố của chúng trong không gian, nghiên cứu các đặc điểm địa hình, địa mạo, cấu tạo, kiến tạo địa chất, đặc điểm địa chất thuỷ văn, các quá trình và hiện t−ợng địa chất, lấy mẫu thí nghiệm xác định thành phần thạch học, các đặc tr−ng cơ lý của đất đá cũng nh− thành phần hoá học của nước dưới đất.
Khi tiến hành đo vẽ địa chất công trình, nếu ch−a đo vẽ địa chất, địa chất thuỷ văn theo tỉ lệ bản đồ tương ứng thì phải tiến hành đo vẽ địa chất, địa chất công trình tổng hợp hoặc địa chất, địa chất công trình và địa chất thuỷ văn tổng hợp. Nghĩa là phải nghiên cứu đầy đủ cả về các đặc điểm địa tầng, kiến tạo, mácma, đặc điểm các tầng chức nước, mực nước, lưu lượng nước, hướng, tốc độ của dòng ngầm, ... cùng với các yếu tố địa chất công trình khác.
5.2.4. Phương pháp tiến hành đo vẽ địa chất công trình
Để đo vẽ địa chất công trình, có thể sử dụng các phương pháp khác nhau như đo vẽ trên mặt đất, đo vẽ bằng máy bay.
- Đo vẽ trên mặt đất: Tiến hành đi lộ trình thực địa, quan sát, đo đạc, lấy mẫu, thí nghiệm, ... tại các điểm lộ tự nhiên hay nhân tạo để nghiên cứu, xác định các yếu tố
điều kiện địa chất công trình. Phương pháp đo vẽ địa chất công trình này được áp dụng rất phổ biến vì cho kết quả chính xác cao.
- Đo vẽ bằng máy bay: Những nơi đo vẽ trên mặt đất gặp khó khăn nh− địa hình hiểm trở, núi cao, đầm lầy, ... có thể dùng máy bay để quan sát, chụp ảnh. Phương pháp này cho kết quả kém chính xác hơn nh−ng thời gian nghiên cứu nhanh chóng và kinh tế hơn phương pháp đo vẽ trên mặt đất.
123
Kết hợp với đo vẽ, thường có các phương pháp nghiên cứu khác như thăm dò địa vật lý, khoan đào, thí nghiệm, …. Khối l−ợng và nội dung nghiên cứu của chúng phụ thuộc vào tỷ lệ đo vẽ và khả năng nghiên cứu các yếu tố điều kiện địa chất công trình.
5.2.5. Bản đồ địa chất công trình
Bản đồ địa chất công trình là bản đồ trên đó thể hiện các yếu tố của điều kiện địa chất công trình. Bản đồ địa chất công trình đ−ợc thành lập nhằm phục vụ cho công tác thiết kế, thi công xây dựng công trình hoặc lập quy hoạch, khai thác kinh tế lãnh thổ nên nội dung thường thể hiện sự đánh giá địa chất công trình đối với một khu vực. Đây là tài liệu tổng hợp nhất, phản ánh bao quát những đặc điểm chung về điều kiện địa chất công trình trong phạm vi lãnh thổ nghiên cứu.
Nội dung trên bản đồ địa chất công trình phải thể hiện đ−ợc những đặc tr−ng cơ
bản của địa hình, địa mạo, các đặc điểm cấu tạo địa chất nh− thế nằm, uốn nếp, đứt gãy, nứt nẻ, ..., sự phân bố của các loại đất đá theo mặt bằng và theo chiều sâu, đặc
điểm thành phần, tính chất cơ lý của chúng, các thông số địa chất thuỷ văn của các đơn vị chứa nước, vị trí phân bố, đặc điểm của các quá trình và hiện tượng địa chất tự nhiên, của các mỏ vật liệu xây dựng khoáng tự nhiên.
Mặc dù với những đặc tr−ng cần thể hiện trên bản đồ địa chất công trình nh− trên nh−ng mức độ chi tiết và nội dung thể hiện cụ thể các yếu tố còn phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ và mục đích nghiên cứu. Tỷ lệ bản đồ càng lớn, mức độ thể hiện càng chi tiết, nội dung thể hiện các yếu tố càng cụ thể và ng−ợc lại.
Để thành lập bản đồ địa chất công trình cần phải sử dụng các tài liệu sau:
- Bản đồ địa hình khu vực nghiên cứu có tỷ lệ tương ứng với tỷ lệ bản đồ địa chất công trình cần thành lập hoặc lớn hơn;
- Các loại bản đồ khác đã đ−ợc thành lập ở trong vùng nghiên cứu nh− bản đồ địa chất, địa hình, địa mạo, địa chất thuỷ văn có cùng tỷ lệ hoặc lớn hơn. Nếu không có các loại bản đồ này hoặc có nh−ng tỷ lệ nhỏ hơn thì trong quá trình đo vẽ phải đồng thời nghiên cứu nội dung của chúng;
- Các tài liệu đo vẽ địa chất công trình và các tài liệu khảo sát địa chất công trình khác nh− thăm dò địa vật lý, khoan đào thăm dò, thí nghiệm trong phòng, thí nghiệm ngoài trời, quan trắc dài hạn địa chất công trình.
Theo nội dung nghiên cứu và biểu thị, có thể chia bản đồ địa chất công trình thành bản đồ điều kiện địa chất công trình, bản đồ phân vùng địa chất công trình và bản đồ
địa chất công trình chuyên môn.
- Bản đồ điều kiện địa chất công trình: Bản đồ điều kiện địa chất công trình còn
đ−ợc gọi là bản đồ địa chất công trình. Trên bản đồ này, thể hiện tổng hợp các yếu tố của điều kiện địa chất công trình khu vực nghiên cứu. Bản đồ điều kiện địa chất công trình có thể thành lập phục vụ cho tất cả các dạng xây dựng khác nhau, do vậy loại bản
đồ này rất phổ biến hiện nay.
- Bản đồ phân vùng địa chất công trình: Bản đồ phân vùng địa chất công trình có thể đ−ợc thành lập với mục đích chung hoặc chuyên môn. Trên cơ sở khác nhau về
điều kiện địa chất công trình của lãnh thổ nghiên cứu, bản đồ phân vùng địa chất công trình thể hiện sự phân chia các đơn vị phân vùng nh− miền, vùng, khu, khoảnh. Trên bản đồ này, có thể đồng thời thể hiện điều kiện địa chất công trình và phân vùng địa chất công trình hoặc chỉ tiến hành phân vùng địa chất công trình.
124
- Bản đồ địa chất công trình chuyên môn: Loại bản đồ này đ−ợc thành lập nhằm
đáp ứng yêu cầu của một dạng xây dựng cụ thể hoặc một vài dạng xây dựng giống nhau. Trên bản đồ địa chất công trình chuyên môn thường thể hiện đánh giá điều kiện
địa chất công trình phạm vi xây dựng và dự báo các vấn đề địa chất công trình, nhằm phục vụ cho công tác thiết kế, thi công công trình.
Đi kèm với mỗi loại bản đồ địa chất công trình bao giờ cũng có bản thuyết minh, các mặt cắt địa chất công trình đặc tr−ng, bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý, các biểu bảng, đồ thị minh hoạ và một số tài liệu khác.
5.3. Thăm dò địa vật lý trong nghiên cứu địa chất công trình