ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
TRẦN LÊ THẾ DIỄN
ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA ĐẤT LOẠI SÉT
TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC NAM
TP.HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành : Địa chất công trình
Mã số ngành : 60.44.65
LUẬN VĂN THẠC SĨ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. HUỲNH NGỌC SANG
Trân trọng kính chào.
Tp.Hồ Chí Minh, ngày …… tháng 3 năm 2011
Học viên cao học
Trần Lê Thế Diễn
Trang - 1 -
Luận văn Thạc só Đòa chất công trình
MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN VĂN
Thành phố Hồ Chí Minh (Tp.HCM) là nơi có tốc độ phát triển kinh tế cao
nhất nước, nơi tập trung dân số với mật độ rất cao. Tuy nhiên sự phát triển bao
giờ cũng có những mặt thuận lợi và bất lợi, nhất là trong những năm gần đây với
chủ trương phát triển đô thò ra vùng ngoại thành, tạo nên thế cân bằng giữa nội
thành và ngoại thành. Do vậy, nhu cầu xây dựng, phát triển cơ sở hạ tầng đáp
ứng cho sự phát triển xã hội ngày càng tăng. Sự hình thành và mở rộng các khu
công nghiệp, các khu dân cư, là qui luật tất yếu của Tp.HCM.
Trầm tích Đệ Tứ hiện diện khắp khu vực Tp.HCM, đặc biệt tầng đất yếu
tuổi Holocen chiếm hầu hết ở khu vực phía Nam Tp.HCM là một đối tượng Đòa
chất luôn nhận được sự quan tâm đặc biệt của các nhà nghiên cứu Đòa chất công
trình. Việc nghiên cứu độ bền và tính biến dạng của đất loại sét thuộc trầm tích
Holocen khu vực Tp.HCM sẽ giúp ích rất nhiều trong công tác nghiên cứu Đòa
chất công trình trong khu vực. Ngoài ra, còn là cơ sở trong thiết kế xây dựng cơ
sở hạ tầng các công trình dân dụng và công nghiệp phục vụ cho sự phát triển của
khu vực phía Nam thành phố Hồ Chí Minh.
2. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN
Thống kê các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất loại sét thuộc trầm tích
Holocen khu vực Nam thành phố Hồ Chí Minh.
mạo, đòa chất, đòa chất công trình, đòa chất thuỷ văn của khu vực nghiên cứu
Trang - 3 -
Luận văn Thạc só Đòa chất công trình
được thu thập trên cơ sở các loại bản đồ đòa chất, đòa chất công trình, đòa chất
thuỷ văn tỷ lệ 1/50.000 của thành phố Hồ Chí Minh.
Thu thập các số liệu thí nghiệm trong phòng gần 200 hố khoan của các dự
án thực hiện trong khu vực nghiên cứu, bên cạnh một số thí nghiệm ngoài hiện
trường.
Tổng hợp xây dựng các bảng biểu, hình ảnh, sơ đồ đòa chất, mặt cắt đòa
chất công trình trong khu vực nghiên cứu.
Tổng hợp số liệu, xây dựng báo cáo và viết thuyết minh. MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU
1.
TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN VĂN 1
2.
MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN 1
3.
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN 2
4.
2.1.1.
Đặc điểm Đòa tầng 22
2.1.2.
Các Thành tạo Magma 25
2.1.3.
Cấu trúc đòa chất và lòch sử phát triển đòa chất kỹ thứ tư 25
2.2.
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN 30
2.2.1.
Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Holocen (Q
IV
) 30
2.2.2.
Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pleistocen (Q
I-III
) 30
2.2.3.
34
2.3.2.
Trầm tích nguồn gốc sông biển hệ tầng Củ Chi (amQ
III
3
cc)
35
2.3.3.
Trầm tích hệ tầng Bình Chánh (Q
IV
1-2
bc) 35
2.3.4.
Trầm tích hệ tầng Cần Giờ (Q
IV
2-3
cg) 38
Chương 3
ĐẶC TÍNH ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
CỦA ĐẤT LOẠI SÉT TRẦM TÍCH HOLOCEN
KHU VỰC NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
3.1.
4.1.2.
Tính xúc biến 57
4.1.3.
Độ bền 58
4.1.4.
Tính biến dạng 67
4.2.
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH CƠ LÝ CỦA ĐẤT
LOẠI SÉT TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC NAM THÀNH
PHỐ HỒ CHÍ MINH
74
4.2.1.
Ảnh hưởng của độ ẩm tự nhiên 74
4.2.2.
Ảnh hưởng của hàm lượng hữu cơ 75
4.2.3.
82
5.2.
MỘT VÀI GIẢI PHÁP XÂY DỰNG TRÊN NỀN ĐẤT LOẠI SÉT
TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC NAM TP HỒ CHÍ MINH
82
5.2.1.
Các biện pháp xử lý về kết cấu công trình 83
5.2.2.
Các biện pháp xử lý về móng 84
5.2.3.
Các biện pháp xử lý nền đất yếu 85
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
94
TÀI LIỆU THAM KHẢO
96
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
PHỤ LỤC
Q
2
2-3
)
44
Bảng 3.2 Chỉ tiêu cơ lý của kiểu thạch học bùn sét pha thuộc phức hệ thạch
học đất hữu cơ nguồn gốc sông-biển-đầm lầy tuổi Holocen (amb
CO
Q
2
2-3
)
45
Bảng 3.3
Chỉ tiêu cơ lý của kiểu thạch học bùn cát pha thuộc phức hệ thạch
học đất hữu cơ nguồn gốc sông-biển-đầm lầy tuổi Holocen (amb
CO
Q
2
2-3
)
46
Bảng 3.4 Chỉ tiêu cơ lý của kiểu thạch học sét thuộc phức hệ thạch học đất
phức
hệ thạch học đất bụi sét nguồn gốc sông-biển tuổi
Holocen (am
CM
Q
2
1-2
)
51
Bảng 3.8 Chỉ tiêu cơ lý của kiểu thạch học sét pha thuộc phức hệ thạch học
đất bụi sét nguồn gốc sông-biển tuổi Holocen (am
CM
Q
2
1-2
)
52
Bảng 3.9 Chỉ tiêu cơ lý của kiểu thạch học sét pha lẫn hoặc chứa sạn sỏi
thuộc phức hệ thạch học đất bụi sét nguồn gốc sông-biển tuổi
Holocen (am
CM
Q
2
1-2
)
76
Bảng 4.12
Kết quả xác đònh lượng muối dễ hoà tan trong đất bằng phương
pháp nước chiết khu vực Nhơn Đức – huyện Nhà Bè
79
DANH SÁCH HÌNH
CHƯƠNG 1
Trang
Hình 1.1 Sơ đồ vò trí thành phố Hồ Chí Minh 5
Hình 1.2 Tổng lượng mưa hàng năm 13
Hình 1.3
Tổng lượng bốc hơi năm 14
Hình 1.4 Độ ẩm trung bình năm tại trạm Tân Sơn Hoà 15
Hình 1.5
Nhiệt độ không khí trung bình năm 16
CHƯƠNG 2
Hình 2.1 Sơ đồ đòa chất thành phố Hồ Chí Minh 29
ĐCTV Đòa chất thuỷ văn
TCVN Tiêu chuẩn Việt nam
TCN Tiêu chuẩn ngành
TCXD Tiêu chuẩn xây dựng
TCT Tầng cấu trúc
ASTM American Society for Testing & Materials
Trang
- 4 -
Luận văn Thạc só Đòa chất công trình
Chương 1:
KHÁI QUÁT KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ
Thành phố Hồ Chí Minh (Tp.HCM) có diện tích 2093.7 km
2
phân bố
thành một dãy hẹp kéo dài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam. Phía Đông giáp
với tỉnh Đồng Nai, phía Bắc giáp với tỉnh Bình Dương, phía Tây và Tây Nam
giáp với tỉnh Long An, phía Đông Nam là biển Đông. Diện tích Tp.HCM được
giới hạn bởi toạ độ đòa lý : 10
0
41’18’’ đến 10
0
54’58’’ vó độ Bắc; 106
0
35’30’’ đến
106
0
51’22’’ kinh độ Đông.
Bãi bồi cao: Phân bố chủ yếu ở đỉnh khúc uốn sông Sài Gòn, tập trung ở
khu vực xã An Phú, An Nhơn Tây (huyện Củ Chi). Bãi bồi rộng, tương đối liên
tục, bề mặt khá bằng phẳng, hơi trũng ở trung tâm. Chiều rộng bãi bồi từ 200 ÷
1.500m, trung bình 400-50m, kéo dài theo sông Sài Gòn với chiều dài từ 3.500 ÷
6.000m. Độ cao tuyệt đối của bãi bồi cao dao động từ 0,6 ÷ 2m. Bãi bồi được
cấu tạo từ các trầm tích cát, sạn lẫn bột sét dày >2m. Bãi bồi cao chỉ bò ngập
vào mùa lũ lớn, tuổi Holocen giữa-muộn (Q
2
2-3
).
Thềm bậc I: Phân bố tập trung ở khu vực huyện Củ Chi, dưới dạng mảnh
thềm sót ven sông Sài Gòn (khu vực xã An Nhơn Tây) hoặc tạo thành các dãi
viền quanh các bậc thềm bậc II và III. Thềm bậc I có chiều rộng trung bình 100
÷ 500 m, cao 2 ÷ 5 m. Bề mặt thềm bậc I nghiêng rất thoải từ thềm cao hơn (bậc
II, bậc III) về phía đồng bằng thấp (chênh cao khoảng 0,4-0,6 m/km). Thềm có
cấu tạo gồm cát, bột, sét…. Bề dày trung bình 2-3m, có sức chòu tải trung bình 2-
2,5 kg/cm
2
. Bề mặt thềm tương đối thuận lợi cho việc thoát nước mặt, cho xây
dựng nhà cửa, phát triển giao thông đường bộ và nông nghiệp. Thềm I được xác
đònh hình thành liên quan với đợt biển tiến Holocen sớm-giữa. (tuổi của thềm
bậc I có Holocen sớm-giữa, Q
2
1-2
).
Thềm bậc II: Phổ biến ở huyện Củ Chi với tổng diện tích khoảng 130km
2
.
Thềm có độ cao từ 5 đến 15 m; cấu tạo gồm cát bột màu xám trắng, vàng, rải
rác chứa sạn, sỏi laterit ở phần trên, chuyển xuống là cát trung thô chứa cuội, sỏi
2-3
).
c) Đòa hình thành tạo do hỗn hợp sông-biển
Đồng bằng tích tụ cửa sông: Phân bố ở phía nam thành phố, gồm quận 7,
phía nam huyện Bình Chánh và hầu hết diện tích huyện Nhà Bè, với tổng diện
tích xấp xỉ 39,5km
2
. Bề mặt đồng bằng tích tụ cửa sông hơi trũng, bò mạng lưới
kênh rạch chia cắt mạnh mẽ. Độ cao tuyệt đối của đồng bằng dao động từ 0,5 ÷
2m, trung bình 1 ÷ 1,5m. Thành phần trầm tích cấu tạo nên đồng bằng bao gồm
cát - bột, sét - bột, đôi chỗ lẫn mùn thực vật màu xám đen. Ngoài việc ảnh
hưởng của các sông, đồng bằng còn chòu ảnh hưởng đáng kể của thủy triều, đất
bò nhiểm phèn, mặn theo mùa.
Trang
- 8 -
Luận văn Thạc só Đòa chất công trình
Thềm tích tụ bậc I: Thềm tích tụ bậc I hỗn hợp sông-biển cao 2 ÷ 5 m tạo
thành các dải rộng 100÷500 m viền quanh các bậc thềm II và III các quận nội
thành như Gò Vấp, Tân Bình,Tân Phú, quận 6, quận 11 và quậnThủ Đức. Riêng
ở khu vực quận 2, quận 9, thềm bậc I tồn tại dưới dạng các mảnh sót (ở các
phường Bình An, Thạnh Mỹ Lợi, Bình Trưng Đông thuộc quận 2, các phường
Trường Thạnh, Long Phước, Long Trường thuộc quận 9) với diện tích trung bình
0,5 ÷ 1,6km
2
. Thềm bậc I hơi nghiêng thoải từ phần cao ra xung quanh. Bề mặt
thềm khá bằng phẳng, cấu tạo bởi lớp cát bột lẫn sét tương đối thuận lợi cho
việc xây dựng. Trên thềm bậc I, ở các quận nội thành đã và đang xây dựng các
công trình nhiều tầng phục vụ đời sống dân sinh xã hội.
Thềm bậc II (tích tụ-xâm thực và xâm thực-tích tụ): Phân bố ở phía tây
ở Thủ Đức,
đông bắc Củ Chi). Biên độ sâu chia cắt 5-10 đến 20 m. Bề mặt thềm được cấu
tạo bởi các trầm tích của hệ tầng Thủ Đức (Q
1
2-3
) gồm cát, cuội sỏi, cát bột, sét
bột (dày 18 ÷ 25 m ở Thủ Đức, 7 ÷ 8 m ở Tăng Nhơn Phú). Đế của thềm thường
là sét bột thuộc thành tạo trầm tích Pliocen muộn (nằm cao hơn mực nước sông
hiện nay). Thềm bậc III ở Củ Chi cao 10-20 m với các tích tụ dày 5 ÷ 18 m, bò
phong hoá laterit, khi lộ ra ngoài thường kết chặt, tạo vách cứng, ít bò sập lở. Do
vậy, có thể xây dựng các công trình cao tầng, công trình ngầm.
d) Đòa hình thành tạo do hỗn hợp đầm lầy với các quá trình khác nhau
Dải trũng tích tụ đầm lầy –sông: Phổ biến nhất và tập trung ở ven sông
Sài Gòn thuộc khu vực quận Bình Thạnh, phía Nam huyện Hóc Môn, đặc biệt là
khu vực huyện Bình Chánh. Chiều rộng của dải thay đổi từ 90m (Phường Đông
Hưng Thuận, quận 12) đến 11km (khu vực xã Lê Minh Xuân). Bề mặt đòa hình
trũng, độ cao tuyệt đối từ 0,5 ÷ 2m, trung bình từ 1 ÷ 1,5m, nghiêng thoải từ phía
các quận trung tâm thành phố ra xung quanh. Phần trên cùng được cấu tạo bởi
sét bột màu xám đen chứa mùn, xác thực vật, phần dưới sâu gặp sét than, than
bùn. Bề dày trầm tích tăng dần từ 2 đến 10-25 m (ở LK818, xã Phạm Văn Hai,
huyện Bình Chánh, bề dày trầm tích sông-đầm lầy (abQ
2
2-3
) đạt 19,5m). Dải
trũng tích tụ đầm lầy –sông bò ảnh hưởng ngập lũ từ sông Vàm Cỏ Đông, ngập
lũ nội đồng từ phía các thềm, chòu ảnh hưởng đáng kể của thủy triều (ngập triều,
ngập lũ).
Trang
- 10 -
o
. Trắc diện dọc của sườn rất đa dạng: lồi, lõm, thẳng….
Chiều dài sườn trung bình 400÷600m. Trên bề mặt sườn gặp chủ yếu đá gốc:
Trang
- 11 -
Luận văn Thạc só Đòa chất công trình
andesit, andesitobazan, dacit, ryodacit, sét bột kết… thuộc hệ tầng Long Bình (J
3
-
Klb). Đôi chỗ có lẫn các tảng lăn, mảnh vụn (deluvi)….
Tóm lại: Đòa hình khu vực Tp.HCM là sự chuyển tiến hài hoà giữa đòa hình
đồi núi của miền trung du và đòa hình trũng thấp của vùng châu thổ. Sự chuyển
tiếp xảy ra theo hai hướng từ Bắc xuống Nam và từ Đông sang Tây, bao gồm 14
kiểu bề mặt thuộc 5 nhóm nguồn gốc khác nhau là nhóm đòa hình thành tạo: do
sông; biển; hỗn hợp sông- biển; hỗn hợp đầm lầy; và do các quá trình sườn.
Nhìn chung đòa hình khu vực nghiên cứu có sự phân bậc tương đối rõ rệt
và quy luật phân bố của nó liên quan mật thiết với tuổi và nguồn gốc thành tạo
của các trầm tích.
Hoạt động tân kiến tạo là một trong những yếu tố quan trọng góp phần tạo
nên những nét cơ bản của đòa hình hiện nay ở khu vực Tp. HCM. Sự có mặt của
hoạt động tân kiến tạo tại khu vực này thể hiện tương đối rõ nét ở sự tái hoạt
động của nhiều đứt gãy trong Kainozoi tạo chuyển động nâng hạ theo phương
thẳng đứng hình thành các khối nâng, hạ và bậc thềm trong khu vực. Sự thành
tạo các mạng sông rạch kéo thẳng song song, hoặc gấp khúc vuông góc. Các
phun trào Bazan trẻ Phước Tân và Xuân lộc có thể liên quan đến các hoạt động
đứt gãy trẻ. Cuối cùng, các biểu hiện của động đất dọc theo đứt gãy Bà Ròa –
Biên Hòa – Lộc Ninh và sự phá vỡ bờ biển hiện tại ở duyên hải cũng đều chứng
tỏ sự có mặt của các hoạt động tân kiến tạo.
1.3. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU
253,4
182,9
475,3
193,4
281,0
235,7
83,8
27,6
1828,2
1998 5,4
0,0
0,0
8,3
219,5
466,6
165,0
330,6
417,3
66,9
2171,3
2000 7,4
27,3
86,0
187,6
478,0
270,7
371,3
343,3
158,2
428,0
1829,3
2002 0,0
0,0
0,0
58,9
73,0
261,6
108,0
78,3
220,5
292,1
132,4
96,2
1321,0
2003 3,5
13,2
263,9
246,8
355,9
201,3
283,7
309,0
97,0
12,7
1783,5
2005 0,0
0,0
0,0
9,6
143,6
349,0
248,0
256,0
16,1
28,9
1652,9
2007 0,4
59,3
7,7
327,9
188,8
408,3
301,0
495,4
57,8
1813,1
TB 1946,1Trang
- 13 -
Luận văn Thạc só Đòa chất công trình
Hình 1.2. Tổng lượng mưa hàng năm, mm.
Tại trạm Tân Sơn Hoà thời kỳ 1997 đến 2008, tổng lượng bốc hơi trung
bình năm là 1130mm. Tổng lượng bốc hơi các tháng mùa khô cao hơn các tháng
mùa mưa. Tổng lượng bốc hơi tháng cao nhất là 168,6 mm vào tháng 3, tổng
lượng bốc hơi thấp tháng thấp nhất là 63,7mm vào tháng 10.
Bảng 1.2. Tổng lượng bốc hơi, mm
Tháng
Năm
I II III IV V VI VII VIII
IX X XI XII Tổng
1997 97,6
98,7
140,9
76,6
82,4
72,5
66,1
69,3
66,6
84,2
1220,8
1999 108,4
117,3
131,6
87,5
90,9
86,6
76,0
54,1
90,4
88,3
1114,4
2001 105,3
106,5
136,0
123,0
106,5
78,0
96,2
76,0
78,9
69,7
91,1
2003 113,4
135,7
151,1
138,6
86,1
93,6
76,2
82,9
74,3
63,7
84,1
110,5
1210,2
2004 129,3
116,7
158,6
147,9
111,5
96,5
84,7
95,4
81,7
65,8
78,5
77,2
1240,5
2006 72,6
68,3
70,6
73,5
82,7
82,2
82,7
81,9
76,0
72,0
914,4
2008 71,0
69,0
71,0
73,0
81,0
78,0
79,0
83,0
72.7
77.1
77.6
83.8
80.5
81.3
80.4
76.6
69.2
76.3
1998 66.9
69.9
66.7
69.5
72.9
79.7
79.2
82.4
79.8
73.0
77.4
2000 70.8
70.6
71.5
74.9
78.9
79.7
80.0
79.9
78.2
80.9
73.2
68.6
75.4
2002 66.7
65.9
68.0
69.4
69.5
76.8
76.4
78.6
78.4
79.7
77.2
2004 68.5
69.7
70.3
71.4
74.8
80.4
80.9
80.4
80.9
78.6
73.1
71.6
75.1
2005 68.7
69.3
74.9
81.0
81.4
81.8
83.0
81.0
75.4
73.0
76.4
2007 69.4
68.0
70.9
68.8
79.8
80.0
83.0
81.0
79.0
73.0
76.8
TB 75.7
Hình 1.4. Độ ẩm trung bình năm tại trạm Tân Sơn Hoà.
Tại trạm Tân Sơn Hoà thời kỳ 1997 đến 2008, nhiệt độ không khí trung
bình 28
o
C. Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất là 26,2
o
C (tháng 12), nhiệt độ
trung bình tháng cao nhất là 30,1
o
C (tháng 4). Hàng năm có tới trên 330 ngày có
nhiệt độ trung bình 25-28
o
C.
Trang
- 16 -
27.4
27.0
27.9
2005 26.2
27.7
28.4
29.8
29.7
28.9
27.5
28.4
27.9
27.6
27.5
26.2
27.2
28.8
30.1
28.9
28.7
27.7
27.7
27.7
27.5
26.9
27.6
28.0
2008 27.2
27.3
28.2
mưa.
Copyright: Tài liệu đại học ©