ĐIỂM ĐẤT YẾU KHU VỰC NAM SÀI GÒN
2.2 PHÂN CHIA VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC KIỂU CẤU TRÚC NỀN ĐẤT YẾU ĐẶC TRệNG [39]
Môi trường địa chất khu vực cần nghiên cứu có cấu trúc rất phức tạp và không đồng nhất. Các trầm tích Đệ tứ, từ dưới lên trong cột địa tầng, có mặt các hệ tầng : Thủ Đức (QII-III tđ), Củ Chi (QIII3 cc), Bình Chánh (QIV1-2 bc) và Cần Giờ chỉ có mặt nơi địa hình trũng thấp, những bề mặt tương đối cao thường vắng mặt trầm tích hệ tầng này. Trong mỗi hệ tầng cũng có sự phân bố không đồng nhất trong không gian về nguồn gốc, thành phần vật chất và chiều dày của trầm tích, nơi có mặt trầm tích này thì vắng mặt trầm tích nguồn gốc kia. Tình hình đó dẫn đến trật tự sắp xếp không giống nhau của các thể địa chất ở các địa điểm khác nhau. Các trầm tích tuổi và nguồn gốc khác nhau có mức độ thành đá và đặc tính
địa chất công trình khác nhau. Các trầm tích Holoxen (các hệ tầng Bình Chánh và Cần Giờ) có mức độ thành đá thấp và độ bền rất nhỏ, đều thuộc loại đất yếu.
Vì thế, ở những nơi có mặt đầy đủ cả 2 hệ tầng này thì đất rất yếu thường xuyên có chiều dày lớn, ảnh hưởng tới ổn định của công trình và lựa chọn giải pháp xử lý nền. Thành phần vật chất và đặc tính địa chất công trình của các trầm tích trẻ còn phụ thuộc vào nguồn gốc của chúng. Các trầm tích nguồn gốc đầm lầy có hàm lượng vật chất hữu cơ cao hơn so với các trầm tích nguồn gốc sông biển và đất có tính bất đẳng hướng rõ rệt về tính thấm, tính biến dạng và độ bền. Đất yếu của hệ tầng Bình Chánh nơi nằm chuyển tiếp trên trầm tích sét của hệ tầng Củ Chi, nơi thì phủ trực tiếp lên tầng cát chứa nước có áp. Các tầng chứa nước Holoxen và Pleistoxen nơi được phân cách bởi tầng sét cách nước, nơi thì liên thông với nhau làm cho nước chứa trong tầng cát Holoxen có áp tương đối lớn.
Thêm vào đó, bề dày lớp đất yếu cũng biến đổi mạnh, phụ thuộc chặt chẽ vào nguồn gốc tạo thành. Tất cả các đặc điểm trên ảnh hưởng rất lớn đến việc lựa chọn và thiết kế các giải pháp xử lý nền. Đối với mỗi kiểu cấu trúc nền đất yếu được phân chia có thể sử dụng cùng một nhóm các giải pháp xử lý nền, cùng một quy mô và kiểu kết cấu công trình, cùng một phương pháp đánh giá và dự báo biến đổi môi trường địa chất.
Việc phân chia các kiểu cấu trúc nền đất yếu phải dựa trên cơ sở kết quả nghiên cứu cấu trúc địa tầng, đặc biệt là cấu trúc phần nông, đặc điểm địa mạo- tân kiến tạo, địa chất thủy văn và đặc tính địa chất công trình của các trầm tích Đệ tứ.
Để lựa chọn giải pháp kỹ thuật hợp lý xử lý nền đất yếu, khi phân chia các kiểu, phụ kiểu và dạng cấu trúc nền phải chú ý xét tới sự có mặt và trật tự các địa tầng, đặc điểm địa hình, nguồn gốc, tính chất và chiều dày của đất yếu. Chiều sâu nghiên cứu để phân chia các kiểu cấu trúc nền được giới hạn chủ yếu trong
tầng cấu trúc Holoxen và phần trên của tầng Pleistoxen. Cụ thể trong phạm vi nghiên cứu phân biệt các kiểu cấu trúc nền đất yếu khác nhau. Dấu hiệu để phân ra kiểu là sự có mặt hay vắng mặt các trầm tích hệ tầng Cần Giờ trong mặt cắt tầng cấu trúc Holoxen. Trong mỗi kiểu chia ra các phụ kiểu. Các phụ kiểu trong một kiểu được phân chia dựa vào nguồn gốc tạo thành. Trong mỗi phụ kiểu dựa vào chiều dày của các lớp đất yếu lại chia ra các dạng cấu trúc nền khác nhau.
Sơ đồ phân bố các kiểu cấu trúc nền khu vực phía nam Thành phố Hồ Chí Minh gồm có 2 kiểu, 5 phụ kiểu và 10 dạng cấu trúc nền đất yếu.
Kieồu I :
Kiểu này phân bố ở địa hình thấp và bãi bồi tích tụ, trong mặt cắt địa chất từ trên xuống có mặt đầy đủ các trầm tích hệ tầng Cần Giờ, Bình Chánh và Củ Chi. Trầm tích Cần Giờ lộ ra trên mặt có nguồn gốc và thành phần vật chất khác nhau. Trầm tích hệ tầng Bình Chánh nằm dưới thành phần chủ yếu là bùn sét, bùn sét pha màu xám xanh. Trầm tích hệ tầng Củ Chi phân bố sâu thành phần chủ yếu là sét, pha sét, đôi chỗ là cát và cát pha. Trầm tích hệ tầng Cần Giờ và Bình Chánh có mức độ thành đá thấp, thường là đất yếu, do đó ở các kiểu cấu trúc này chiều dày đất yếu rất lớn, thường từ 10 đến 20m và lớn hơn, nền đất và môi trường địa chất có độ ổn định kém, rất nhạy cảm, dễ bị biến đổi trước các tác động bên ngoài và có độ lún rất lớn dưới tác dụng của tải trọng công trình.
Căn cứ vào nguồn gốc tạo thành của các trầm tích hệ tầng Cần Giờ có thể phân biệt trong kiểu I có 3 phụ kiểu Ia, Ib, Ic.
Phụ kiểu Ia : phân bố rộng rãi trong khu vực nghiên cứu, tạo nên đồng bằng thấp với bề mặt địa hình bằng phẳng, cao độ 1-2m, ít bị ngập nước. Ở phụ kiểu này trầm tích hệ tầng Cần Giờ có nguồn gốc sông biển, thành phần là bùn sét, bùn sét pha màu xám đen. Tổng bề dày đất yếu của cả 2 hệ tầng Bình Chánh và Cần Giờ tương đối lớn, thường từ 10 đến 20m và có thể lớn hơn.
Phụ kiểu Ib : trầm tích hệ tầng Cần Giờ có nguồn gốc đầm lầy biển (bmQIV2-3 cg) thành phần là bùn sét hữu cơ, bùn sét pha hữu cơ màu xám đen.
Phụ kiểu này phân bố chủ yếu ở dạng địa hình thấp đầm lầy ven biển, thường xuyên bị ngập nước, đất yếu có chiều dày lớn và hàm lượng vật chất hữu cơ cao.
Do đó, việc lựa chọn các giải pháp xử lý nền gặp rất nhiều khó khăn. Tương tự như phụ kiểu Ia, tổng bề dày đất yếu của cả 2 hệ tầng Bình Chánh và Cần Giờ thay đổi trong khoảng từ 10 đến 20m và có thể lớn hơn.
Phụ kiểu Ic : phân bố chủ yếu ở dạng địa hình đồng bằng thấp, cao độ từ 0- 1m, thường xuyên bị ngập nước do ảnh hưởng của thủy triều. Ở phụ kiểu này trầm tích hệ tầng Cần Giờ có nguồn gốc đầm lầy sông (baQIV2-3 cg), thành phần là bùn sét hữu cơ, than bùn. Sự có mặt của lớp bùn sét hữu cơ và than bùn với hàm lượng vật chất hữu cơ cao làm cho đất có tính bất đẳng hướng rõ rệt về tính thấm, biến dạng và độ bền. Vì vậy, trong phụ kiểu này đòi hỏi cần phải áp dụng giải pháp xử lý nền đặc biệt.
Kieồu II :
Kiểu này được đặc trưng bằng địa hình tương đối cao, độ cao tuyệt đối từ 2-5m, vắng mặt hệ tầng Cần Giờ (QIV2-3) trong mặt cắt địa chất, trầm tích hệ tầng Bình Chánh lộ trên mặt đất, thành phần chủ yếu là sét, sét pha màu xám xanh, trạng thái từ chảy tới dẻo cứng. Chiều dày tầng biến đổi mạnh, phổ biến 3-10m, càng về phía tây nam bề dày càng lớn, nhiều nơi đạt tới 20m hoặc lớn hơn. Phần dưới của mặt cắt thường là các trầm tích hạt thô hơn, chúng hình thành nên tầng chứa nước áp lực yếu trong các trầm tích Holoxen. Ngoài ra, tại một số nơi còn có sự liên thông giữa các tầng chứa nước Pleistoxen và Holoxen. Sự có mặt của các tầng chứa nước có áp này ngăn cản quá trình cố kết của các lớp bùn sét, bùn sét pha bên trên, làm giảm hiệu quả của công tác xử lý nền bằng bấc thấm và cọc cát khi chúng được cắm vào các tầng này.
Căn cứ vào nguồn gốc tạo thành này của các trầm tích hệ tầng Bình Chánh có thể phân biệt trong kiểu II có 2 phụ kiểu IIa, IIb.
Phụ kiểu IIa : thành phần chủ yếu là sét, bùn sét, bùn sét pha màu xám xanh nguồn gốc biển, lộ ra trên mặt chủ yếu ở địa hình đồng bằng cao thuộc phía nam Bình Chánh và một phần nhỏ ở Thủ Đức. Chiều dày của các lớp đất yếu tương đối lớn, phổ biến 10-20m, nhiều nơi lớn hơn. Trong phụ kiểu này cần lưu ý, tại các bề mặt đồng bằng cao lớp sét, sét pha bị phong hóa yếu, trạng thái dẻo cứng, thường chứa các vón kết nhỏ, nên cường độ chịu lực tốt hơn, thay đổi trong khoảng 0,5-0,8kg/cm2, có chiều dày 3-4m.
Phụ kiểu IIb : thành phần chủ yếu là sét, sét pha, cát pha màu xám xanh, nguồn gốc sông biển, trạng thái chảy, dẻo chảy, lộ ra trên mặt chủ yếu tại một phần các quận 4, 5, 6, 11, Bình Chánh, Thủ Đức. Trong phụ kiểu này có lớp sét phong hóa. Tuy nhiên, chiều dày của nó không đáng kể. Trầm tích sông biển thuộc hệ tầng Bình Chánh (amQIV1-2) có chiều dày biến đổi mạnh, từ 1-2m có khi đến 10m và lớn hơn.