Chương 2: Đặc điểm tự nhiên và địa chất công trình khu vực nghiên cứ u
2.3 Đặc điểm địa chất công trình khu vực nghiên cứu
2.3.2 Đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý các lớp đất nền
Theo báo cáo kháo sát địa chất công trình dự án Hàn khẩu và nâng cấp đê biển Bình Minh 3 do Công ty CP tư vấn xây dựng Ninh Bình thực hiện năm 2008, tại vị trí khảo sát khu vực đê biển Bình Minh 3 và Bình Minh 2 nền đất gồm các lớp sau:
- Lớp 1: Lớp phủ bề mặt gồm:
+ Bùn loãng bề dày 0,5 -:- 0,8m
+ Đất đắp là sét pha màu xám nâu, trạng thái dẻo mềm, bề dày là 1,6m.
- Lớp 2: Là sét pha màu xám nâu, trạng thái chảy. Phân bố trên toàn bộ tuyến đê nghiên cứu. Bề dày của lớp từ 7,0m đến 19,8m (bảng 2.3). Theo kết quả thí nghiệm 59 mẫu đất nguyên dạng ở trong phòng và kết quả thí nghiệm ngoài trời (thí nghiệm SPT) lớp đất này có các giá trị tiêu chuẩn của các chỉ tiêu cơ lý (bảng 2.4):
Bảng 2.3: Bề dày của lớp 2
Hố
khoan HK1 HK2 HK3 HK4 HK5 HK6 HK7 HK8 HK9 HK10 HK11 Bề
dày 7,0 9,2 9,8 15,0 19,8 15,4 9,9 10,9 12,2 12,6 8,3 Bảng 2.4: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của lớp 2
TT Tên các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Giá trị
Max Min TB
1 Thành phần hạt
Nhóm hạt cát 2,0 > d > 0,06 % 41 21 30
Nhóm hạt bụi 0,06>d>0,002 % 55 41 48
Nhóm hạt sét d < 0,002 % 24 18 22
2 Độ ẩm tự nhiên W % 44,9 40,6 42,6
3 Khối l−ợng thể tích t/n γw g/cm3 1,77 1,73 1,75
4 Khối l−ợng thể tích khô γc g/cm3 1,26 1,20 1,23
5 Khối l−ợng riêng γs g/cm3 2,71 2,69 2,70
6 Hệ số rỗng tự nhiên eo - 1,265 1,145 1,192
7 Độ rỗng n % 56 53 54
8 Độ b@o hoà G % 98 95 96
9 Độ ẩm giới hạn chảy Wch % 41,9 38,8 40,5
10 Độ ẩm giới hạn dẻo Wd % 27,6 24,9 26,1
11 Chỉ số dẻo Id % 16,1 12,3 14,4
12 Độ sệt Is - 1,19 1,08 1,14
13 Sức kháng cắt
σ = 0,25 daN/cm2 τ0,25 daN/cm2 0,109 0,093 0,103 σ = 0,5 daN/cm2 τ0,5 daN/cm2 0,138 0,120 0,128
Lùc dÝnh kÕt c daN/cm2 0,08 0,07 0,08
Góc ma sát trong ϕ độ 6031' 5019' 5052'
14 Hệ số nén lún
ứng suất từ 0-0,25 cm2/daN a0-0,25 cm2/daN 0,572 0,329 0,421 ứng suất từ 0,25-0,5cm2/daN a0,25-0,5 cm2/daN 0,272 0,114 0,214 ứng suất từ 0,5-1,0 cm2/daN a0,5-1,0 cm2/daN 0,162 0,076 0,111 ứng suất từ 1,0-2,0 cm2/daN a1,0-2,0 cm2/daN 0,107 0,025 0,058
15 Áp lực tính toán quy −ớc Ro daN/cm2 0,54
16 Mô đun biến dạng Eo daN/cm2 23
17 Hệ số thấm K cm/s 7,2 x 10-5
18 Hệ số cố kết Cv cm2/s 1,3.10-3
19 Giá trị SPT N30 búa 1,5
- Lớp 3: Là cát hạt nhỏ màu xám ghi, chặt bão hòa nước. Lớp này nằm dưới lớp 2 và gặp ở một số hố khoan khảo sát tại đê biển Bình Minh 3 và giáp đê biển Bình Minh 2. Bề dày lớp trung bình là 11,0m (bảng 2.5). Theo kết quả thí nghiệm 23 mẫu xáo động ở trong phòng và kết quả thí nghiệm hiện trường thì lớp đất này có các giá trị tiêu chuẩn của các chỉ tiêu cơ lý (Bảng 2.6):
Bảng 2.5: Bề dày của lớp 3
Hố khoan HK1 HK2 HK3 HK10 HK11
Bề dày(m) 9,2 13,3 8,3 8,4 14,9
Bảng 2.6: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của lớp 3
TT Tên các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị
Giá trị
Max Min TB
1 Thành phần hạt
Nhóm hạt cát 2,0 > d > 0,06 % 89 79 84
Nhóm hạt bụi 0,06>d>0,002 % 15 7 12
Nhóm hạt sét d < 0,002 % 7 3 4
2 Độ ẩm tự nhiên W % 26,5 24,1 25,2
3 Khối l−ợng riêng γs g/cm3 2,68 2,64 2,65
4 Áp lực tính toán quy −ớc Ro daN/cm2 1,50
5 Mô đun biến dạng Eo daN/cm2 156
6 Hệ số thấm K cm/s 2,0 x10-3
7 Giá trị SPT N30 búa 44
- Lớp 4: Là sét màu xám ghi, xám vàng trạng thái dẻo mềm. Phân bố ở hầu hết các hố khoan khảo sát trên đê Hàn Khẩu thuộc tuyến đê biển Bình Minh 3. Chiều dày của lớp khoảng 8,9m (do một số hố khoan chưa khoan hết lớp 4). Theo kết quả thí nghiệm 31 mẫu đất nguyên dạng ở trong phòng và kết
quả thí nghiệm ngoài hiện trường thì lớp đất này có các giá trị tiêu chuẩn của các chỉ tiêu cơ lý (bảng 2.7)
Bảng 2.7: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp 4
TT Tên các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị
Giá trị
Max Min TB
1 Thành phần hạt
Nhóm hạt cát 2,0 > d > 0,06 % 20 10 16
Nhóm hạt bụi 0,06>d>0,002 % 54 47 50
Nhóm hạt sét d < 0,002 % 36 31 34
2 Độ ẩm tự nhiên W % 34,1 32,7 33,2
3 Khối l−ợng thể tích t/n γw g/cm3 1,89 1,86 1,88 4 Khối l−ợng thể tích khô γc g/cm3 1,42 1,39 1,41
5 Khối l−ợng riêng γs g/cm3 2,75 2,74 2,74
6 Hệ số rỗng tự nhiên eo - 0,965 0,931 0,949
7 Độ rỗng n % 49 48 49
8 Độ b@o hoà G % 98 94 96
9 Độ ẩm giới hạn chảy Wch % 40,3 38,8 39,7
10 Độ ẩm giới hạn dẻo Wd % 23,0 19,0 20,5
11 Chỉ số dẻo Id % 20,3 17,2 19,1
12 Độ sệt Is - 0,69 0,64 0,66
13 Sức kháng cắt
σ = 0,5 daN/cm2 τ0,5 daN/cm2 0,204 0,186 0,194
σ = 1,0 daN/cm2 τ1,0 daN/cm2 0,282 0,259 0,272 σ = 1,5 daN/cm2 τ1,5 daN/cm2 0,361 0,330 0,347
Lùc dÝnh kÕt c daN/cm2 0,13 0,11 0,12
Góc ma sát trong ϕ độ 8056' 8014' 8044'
14 Hệ số nén lún ứng suất từ 0-0,5
cm2/daN a0-0,5 cm2/daN 0,101 0,081 0,094
ứng suất từ 0,5-
1,0cm2/daN a0,5-1,0 cm2/daN 0,068 0,055 0,064 ứng suất từ 1,0-2,0
cm2/daN a1,5-2,0 cm2/daN 0,044 0,042 0,043 ứng suất từ 2,0-3,0
cm2/daN a2,0-3,0 cm2/daN 0,039 0,030 0,034 15 Áp lực tính toán quy
−íc Ro daN/cm2 0,85
16 Mô đun biến dạng Eo daN/cm2 62
17 Hệ số thấm K cm/s 3,1 x 10-6
18 Giá trị SPT N30 búa 6,5
- Lớp 5: Là sét màu xám trắng, nâu đỏ trạng thái dẻo cứng. Gặp ở một số hố khoan khảo sát trên tuyến đê Bình Minh 3 (HK4, HK5, HK6, HK7, HK8, HK9), lớp này nằm dưới lớp 4. Bề dày chưa xác định được vì vượt quá chiều sâu khoan và đã khoan vào lớp này được hơn 8,0m. Theo kết quả thí nghiệm của 15 mẫu đất nguyên dạng ở trong phòng và kết quả thí nghiệm ngoài hiện trường thì lớp đất này có các giá trị tiêu chuẩn của các chỉ tiêu cơ lý sau (Bảng 2.8):
Bảng 2.8: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp 5
TT Tên các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị
Giá trị
Max Min TB
1 Thành phần hạt
Nhóm hạt cát 2,0 > d > 0,06 % 24 11 17
Nhóm hạt bụi 0,06>d>0,002 % 52 45 49
Nhóm hạt sét d < 0,002 % 39 30 34
2 Độ ẩm tự nhiên W % 26,4 24,3 25,5
3 Khối l−ợng thể tích t/n γw g/cm3 2,01 1,95 1,98
4 Khối l−ợng thể tích khô γc g/cm3 1,62 1,54 1,58
5 Khối l−ợng riêng γs g/cm3 2,75 2,74 2,75
6 Hệ số rỗng tự nhiên eo - 0,783 0,701 0,742
7 Độ rỗng n % 44 41 43
8 Độ b@o hoà G % 95 93 95
9 Độ ẩm giới hạn chảy Wch % 39,0 36,0 37,4
10 Độ ẩm giới hạn dẻo Wd % 17,3 15,8 16,6
11 Chỉ số dẻo Id % 23,2 18,7 20,8
12 Độ sệt Is - 0,48 0,37 0,43
13 Sức kháng cắt
σ = 0,5 daN/cm2 τ0,5 daN/cm2 0,302 0,273 0,288 σ = 1,0 daN/cm2 τ1,0 daN/cm2 0,428 0,398 0,412 σ = 1,5 daN/cm2 τ1,5 daN/cm2 0,555 0,523 0,535
Lùc dÝnh kÕt c daN/cm2 0,18 0,15 0,17
Góc ma sát trong ϕ độ 14020' 13010' 13050'
14 Hệ số nén lún
ứng suất từ 0-0,5 cm2/daN a0-0,5 cm2/daN 0,120 0,069 0,098 ứng suất từ 0,5-1,0cm2/daN a0,5-1,0 cm2/daN 0,085 0,047 0,065 ứng suất từ 1,0-2,0 cm2/daN a1,5-2,0 cm2/daN 0,044 0,027 0,035 ứng suất từ 2,0-3,0 cm2/daN a2,0-3,0 cm2/daN 0,031 0,009 0,021
15 Áp lực tính toán Ro daN/cm2 1,42
16 Mô đun biến dạng Eo daN/cm2 119
17 Hệ số thấm K cm/s 2,5 x 10-6
18 Giá trị SPT N30 búa 10,6
* Nhận xét:
Như vậy, theo các bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất thấy địa tầng của nền đê Bình Minh có một số đặc điểm như sau:
Lớp đất yếu (lớp 2) là bùn sét pha, trạng thái chảy, chiều dày lớn và ổn định, phân bố ngay gần bề mặt địa hình có khả năng gây biến dạng lún lớn và làm trượt nền đê. Ngoài ra, lớp này còn đóng vai trò là lớp phủ, tầng bảo vệ khi bên dưới nó là lớp cát sẽ hạn chế một số hiện tượng gây mất ổn định đê.
Lớp cát hạt nhỏ (lớp 3), chặt bão hòa nước phân bố ở một số đoạn trên tuyến đê và nằm ngay bên dưới lớp đất yếu nên có khả năng ảnh hưởng trực tiếp đến đê. Lớp này thường là nguyên nhân gây hiện tượng xói ngầm, cát chảy, mạch đùn, mạch sủi ảnh hưởng trực tiếp tới sự ổn định của nền đê.
Trong cấu trúc địa chất của khu vực tuyến đê có lớp sét dẻo mềm và dẻo cứng, phân bố ngay bên dưới lớp đất yếu (lớp2). Khi xây dựng các công trình thì việc lựa chọn lớp này để đặt móng cọc là hợp lý.
CHƯƠNG 3