CHƯƠNG 2 CHƯƠNG 2 : NGHIÊN CỨU VỀ ĐẤT YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG CÓ LIÊN QUAN ĐẾN CỌC KHOAN NHỒI
2.1. KHÁI QUÁT VỀ CẤU TẠO ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG (ĐBSCL)
Đồng bằng sông Cửu Long được tạo thành nhờ quá trình bồi tụ và lắng đọng trầm tích trong điều kiện biển nông, cùng với dòng chảy của các sông ra biển (sông Cửu Long, sông Vàm Cỏ, sông Sài Gòn ).
Đặc điểm chung của đồng bằng này là địa hình bằng phẳng (cao độ 0.5÷ 1.5m ) hơi nghiêng ra biển với độ dốc không đáng kể,các trầm tích có tuổi kỷ thứ tư, đang ở thời kỳ đầu của quá trình tạo thành đá, nên độ bền yếu, đặc tính biến dạng lớn. Các trầm tích này thuộc 3 nhóm đất : bời rời, mềm dính và đất có thành phần, trạng thái, tính chất đặc biệt.
Do điều kiện thành tạo của đồng bằng, phần chính của khoáng sét tạo đá có nguồn gốc lục địa, với điều kiện hóa lý mới của đới tạo đá, khoáng vật sét bị phá hoại và chuyển thành những khoáng vật mới. Chất hữu cơ đóng vai trò đáng kể, quyết định một loạt các tính chất đặc biệt của đồng bằng mà ở nơi khác không có. Đó là tính trương nở, co ngót và nén lún.
Quá trình tạo đá của các trầm tích sét ở đồng bằng là quá trình khử nước và nén chặt, nhờ các quá trình lý hóa và áp lực của trọng lượng bản thân. Bởi vậy các trầm tích trẻ ở đồng bằng có độ bền tăng theo chiều sâu, các trầm tích nằm ở tầng tiếp xúc với đá gốc có độ cốâ kết lớn nhất và có độ bền lớn hơn so với lớp trên.
- 27 -
Ở cùng một nơi, độ cố kết của các trầm tích trẻ tăng theo chiều sâu; ở cùng một chiều sâu, độ cố kết của các trầm tích sẽ tăng theo chiều ngang từ biển vào phía Đông Bắc và từ đông, tây về phía sông Tiền, sông Hậu.
Dựa vào điều kiện địa chất chung, vùng đồng bằng sông Cửu Long có ranh giới về phía đông tính từ bờ biển phía tây, bờ biển phía nam đến Vũng Tàu dọc sông Sài Gòn.
2.1.1. Veà ủũa taàng:
Về mặt địa tầng thuộc thạch học của đệ tứ, đồng bằng sông Cửu Long chia ra 2 phạm vi địa tầng khá rõ rệt:
- Tầng bồi tích cổ có tuổi Pleitoxen (QI.III).
- Tầng bồi tích trẻ có tuổi Holoxen (QIV).
Qua các hố khoan sâu ở Phụng Hiệp (sâu 1.190m), Sóc Trăng (sâu 463m), Cửu Long (sâu 2.131m), Cà Mau (sâu từ 160 ÷ 240m), Mỹ Tho (sâu 40m), cho thấy trầm tích trẻ có chiều dày từ 15–20 đến 100–110m, được gối lên bề mặt bị bào mòn và Laterite hóa của trầm tích cổ.
Theo Nguyễn Thanh, trụ cột địa tầng tổng hợp vùng đồng bằng sông Cửu Long gồm các tầng sau:
2.1.1.1. Tầng bồi tích trẻ hay gọi là trầm tích Holoxen : được chia 3 bậc - Bậc Holoxen dưới – giữa QIV 1-2 gồm : cát màu vàng và xám tro, chứa
sỏi nhỏ cùng kết von sắt, phủ lên tầng đất sét loang lổ Pleitoxen, chiều dày đạt tới 12m.
- Bậc Holoxen giữa QIV.2 gồm bùn sét màu xám, sét xám xanh và xám vàng, chiều dày từ 10 – 70m.
- Bậc Holoxen trên QIV.3 gồm tầng trầm tích khác nhau về điều kiện tạo thành, thành phần vật chất, tuổi và diện phân bố:
a) Tầng trầm tích biền, sông biển hỗn hợp và sinh vật m QIV.3, mab QIV.3 gồm cát hạt mịn, bùn sét hữu cơ…
b) Trầm tích sinh vật – đầm lầy ven biển b a m QIV.3 gồm bùn sét hữu cơ, than buứn.
c) Tầng trầm tích sông hồ hỗn hợp và sinh vật a n b QIV.3 gồm bùn sét hữu cô.
d) Tầng bồi tích a QIV.3 gồm sét, á sét chảy, bùn á sét hoặc bùn sét hữu cơ.
Chiều dày của thành tạo trầm tích Holoxen trên biến đổi từ 9–20m, trung bình 15m. Toàn bộ chiều dày trầm tích Holoxen đạt tới 100m.
2.1.1.2 Taàng boài tớch coồ hay traàm tớch Pleitoxen:
Đồng bằng sông Cửu Long gồm 3-5 tập hạt mịn xen kẹp với 3-5 tập hạt thô, mỗi tập tương ứng với Pleistoxen trên, giữa và dưới. Mỗi tập hạt mịn có chiều dày từ 1-2m đến 40-45m, các tập hạt thô được đặc trưng bằng bề dày thay đổi từ 4-85m
2.1.2. Về thành phần thạch học:
Trong mỗi tập hạt mịn thường gặp sét, sét nâu trên cùng, sau đó là á sét và dưới cùng mới phát hiện thấy bùn sét, bùn á sét, than bùn. Trên bề mặt các tập hạt mịn hầu như đâu đâu cũng phát hiện thấy dấu hiệu Laterite hóa và bào mòn. Những dấu hiệu này thường là một trong những chỉ tiêu để phát họa lại lịch sử phát triển địa chất trong kỹ thứ tư, nhất là trong giai đoạn Pleitoxen muộn – Holoxen.
2.1.3. Veà ủũa chaỏt thuỷy vaờn:
Mực nước ngầm dưới đất trong trầm tích Holoxen rất nông ( thường cách mặt đất từ 0.5-2m ) và có quan hệ chặt chẽ với nước sông. Vùng gần biển và trũng: nước thường lợ vì chịu ảnh hưởng lớn của nước thủy triều.
- 29 -
Nước trong trầm tích cổ là nước có áp, tương ứng với 3-5 nhịp hạt thô có 3-5 tầng chứa nước có áp.
Cũng do nước biển xâm nhập từng thời kỳ tạo ra vùng nước lợ ở những khu vực trũng, hòa vào những phù du thực vật do phù sa sông Cửu Long mang lại, trầm tích tại chỗ trong điều kiện khí hậu nóng ẩm bị phá hủy để hình thành S2Fe. Do trên mặt đất không thoát nước được, không bị oxyt sắt hóa nên độ pH thường từ 5-7,5. Còn khi nước biển rút đi, đất chứa các hữu cơ thực vật bị phơi ra, bị bốc hơi nên S2Fe bị oxyt hóa tạo thành H2SO4.
Axit này tác dụng rất mạnh với Aluminat có trong đất sét và giải phóng nhôm. Kết quả đất thường ngã sang màu vàng nâu chứa nhiều sulfat sắt, sulfat nhôm và bị chua, thường gọi là đất phèn có độ pH từ 1-4.
2.1.4. Veà ủũa chaỏt coõng trỡnh:
Hiện nay hầu hết các công trình xây dựng ở đồng bằng sông Cửu Long đều thuộc loại vừa và nhỏ do đó tải trọng của các công trình truyền xuống đất nền đều tựa trên tầng trầm tích trẻ Holoxen. Theo các kết quả khảo sát địa chất cho thấy lớp trầm tích trẻ Holoxen chứa chủ yếu là các dạng đất yếu như : đất sét dẻo, đất sét dẻo chảy, đất bùn sét hữu cơ, đất bùn á sét, đất bùn á cát và đất than bùn.
Do đó việc nghiên cứu sự phân bố và đặc tính của lớp đất yếu này là cơ sở khoa học để tìm ra những biện pháp xử lý gia cố nền hợp lý, phục vụ cho công tác xây dựng các công trình phưc tạp hơn để đạt hiệu quả cao.
2.1.5. Tính chất cơ lý của các dạng đất ở Đồng Bằng sông Cửu Long:
2.1.5.1 Các lớp đất tiêu biểu :
Dựa vào các kết quả thí nghiệm của GS.TSKH Nguyễn Văn Thơ, toàn vùng sông Cửu Long được phân chia thành 7 lớp đất (6 lớp thuộc trầm tích Holoxen và 1 lớp trầm tích Pleistoxen muộn) trong đó có 3 lớp dạng đất bùn meàm yeáu.
Lớp 1 : Đất sét màu xám nâu, có chỗ xám vàng CL, CH.
Lớp 2 : Đất bùn sét (hoặc bùn sét chứa hữu cơ) có màu xám đen, xám nhạt hoặc vàng nhạt MH, (OH).
Lớp 3 : Đất bùn á sét (hoặc bùn á sét chứa hữu cơ) màu đen, xám nhạt, có khi màu vàng nhạt ML (OL).
Lớp 4 : Đất bùn á cát (hoặc bùn á cát chứa hữu cơ) có màu đen, xám nhạt CL – ML, (ML).
Lớp 5 : Pleitoxen – đất sét chặt màu loang lỗ đỏ vàng, có chỗ màu vàng trắng CL.
Lớp 6 : Á cát màu xám xẫm SP.
Lớp 7 : Cát hạt bụi màu xám xẫm, xám tối, có khi vàng nhạt SW.
2.1.5.2 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất:
Bảng 2 .1 : Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất Chỉ tiêu Góc ma sát
trong ϕ ( o )
Lực dính C ( KG/cm2)
Moõủun toồng biến dạng (KG/cm2) Tên đất Giá trị
T.C Giá trị
T.T Giá trị
T.C Giá trị TT
Heọ soỏ neùn luùn
a
KG/cm2 Giá trị
T.C Giá trị T.T
Sức chịu tải
R KG/cm2
1.Lớp Cát 22 18 0,22 0,06 0,041 20 50 1,5
2. Buứn seựt 14 6 0,14 0,12 0,173 5 80 ≤ 0,5
3. Bùn á sét 16 6 0,14 0,04 0,111 10 22 ≤ 0,5
4. Bùn á cát 22 18 0,19 0,05 0,036 35 ≤ 0,5
5.Seùt naâu 14 12 0,22 0,11 0,018 65 300 2,5
6. Á cát 25 23 0,19 0,10 0,020 60 2
- 31 -
* Nhận xét:
- Các loại đất ở Đồng Bằng sông Cửu Long có tính chất phức tạp do sự thay đổi thành phần và tính chất theo cả bề mặt lẫn bề sâu.
- Số liệu thu thập về tài liệu thí nghiệm rất lớn, nhưng do nhiều cơ quan tiến hành vào nhiều thời gian khác nhau, với các thiết bị, phương pháp thí nghiệm cũng như quá trình khoan, đào, lấy mẫu, vận chuyển, bảo quản có khác nhau, nên kết quả tổng hợp chỉ mang tính đại diện cho từng lớp.
- Đồng bằng Nam Bộ thuộc miền đồng bằng phù sa bằng phẳng. Vùng đồng bằng sông Cửu Long (đồng bằng miền Tây Nam Bộ) có địa hình đồng bằng thấp tích tụ với độ cao mặt đất từ 0,5 - 1m đến 5 - 8m và rất phát triển ở mieàn Taây.
-Đồng bằng sông Cửu Long có địa hình bằng phẳng, trầm tích đệ tứ rất dày. Các thành tạo Holoxen hầu như phủ kín bề mặt. Nước trong đất thường cách mặt đất 0-2m, chịu ảnh hưởng mạnh của thủy triều, ở các vùng biển nước có tính chất ăn mòn. Lớp đất yếu có chiều dày lớn, có nơi đến 40m và phân bố rộng rãi không thuận lợi cho việc xây dựng công trình.
- Theo tài liệu nghiên cứu về động đất, khu vực đồng bằng sông Cửu Long có động đất cấp 6, một số vùng ven biển động đất cấp 7.