ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Bùi Thị Liên
NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG
TRÌNH PHỤC VỤ XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG KHU VỰC
HUYỆN QUỐC OAI, HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Mã số: 60.44.55
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS ĐỖ MINH ĐỨC
Hà Nội – Năm 2012
ii MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT……… ………………………………… ii
DANH MỤC ẢNH…………………………… …………………………………iii
DANH MỤC BẢNG…………………………… ……………………………… iv
DANH MỤC HÌNH…………………………… …………………………………v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT…………………… ……………………………vi
MỞ ĐẦU………………………………………… ……………………………….1
DỰNG NHÀ CAO TẦNG TRÊN VÙNG KARST………………………… 45
3.1. Khái quát về quá trình karst 45
3.2. Khảo sát địa chất công trình trên vùng karst 50
3.3. Thiết kế và thi công xây dựng nhà cao tầng trên vùng karst 53
3.3.1. Khái niệm nhà cao tầng 53
3.3.2. Các vấn đề về thiết kế và thi công xây dựng nhà cao tầng 53
Chương 4: CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN XÂY
DỰNG NHÀ CAO TẦNG KHU VỰC HUYỆN QUỐC OAI VÀ KIẾN NGHỊ GIẢI
PHÁP KHẮC PHỤC………………… 56
4.1.1. Hiện tượng ma sát âm liên quan đến lún mặt đất 56
4.1.2. Nguy cơ sụt hang ngầm và các sự cố khi thi công hố đào 59
4.1.3. Một số khó khăn trong công tác khảo sát, thiết kế và thi công xây dựng
công trình trên vùng karst 60
4.2. Đề xuất giải pháp phục vụ cho việc thiết kế, thi công xây dựng công trình
nhà cao tầng. 61
KẾT LUẬN 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO 69
PHỤ LỤC 70
iv
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Thành phần khoáng vật tại điểm khảo sát xã Sài Sơn ……………… 20
Bảng 2.2. Thành phần khoáng vật tại điểm khảo sát thị trấn Quốc Oai………… .21
Bảng 2.3. Thành phần khoáng vật tại điểm khảo sát xã Đồng Quang ………… 23
Bảng 2.4. Cao độ gặp lớp đá vôi ………………………………………………….31
Bảng 2.5. Cao độ gặp mặt đá và hang Karst trong các lỗ khoan ……………… 39
Bảng 3.1. Các giai đoạn khảo sát trên khu vực karst ………………………….…52
1
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây quá trình đô thị hóa ở Hà Nội diễn ra rất nhanh,
đặc biệt là việc xây dựng các công trình nhà cao tầng, điều này đã mang một diện
mạo mới cho thủ đô. Bên cạnh đó vấn đề thách thức cho nghành xây dựng cũng đã
được đặt ra trong đó có vấn đề quy hoạch xây dựng và chất lượng các công trình
xây dựng. Để nâng cao hiệu quả trong công tác xây dựng, công tác khảo sát địa chất
công trình phải đi trước một bước.
Huyện Quốc Oai nằm ở phía Tây thành phố Hà Nội, cách trung tâm thành
phố khoảng 20km. Khu vực được giới hạn trong tọa độ địa lý: 20
0
54’ đến 21
0
04’ vĩ
độ bắc đến 105
0
43’50’’ kinh độ đông. Phía Đông giáp huyện Đan Phượng, huyện
Hoài Đức; phía Tây giáp tỉnh Hòa Bình; phía Nam giáp huyện Chương Mỹ và phía
Bắc giáp huyện Thạch Thất và huyện Phúc Thọ. Diện tích: 147,01 km2.
Theo Quy hoạch chung xây dựng thủ đô Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn
đến 2050, trên địa bàn huyện Quốc Oai có: khu Công nghệ cao Hòa Lạc, các khu đô
thị (chủ yếu dọc hai bên trục đường Láng Hòa Lạc), các khu sinh thái nông nghiệp,
dịch vụ du lịch, các cụm công nghiệp vừa và nhỏ và các trung tâm vui chơi giải trí
phát triển ở ven đê sông Đáy.
Xuất phát từ thực tế đó, đề tài “Nghiên cứu, đánh giá điều kiện địa chất
công trình phục vụ xây dựng nhà cao tầng khuc vực huyện Quốc Oai, Hà Nội” là
cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn trong việc xây dựng các công trình nhà cao tầng
hiện nay ở huyện Quốc Oai.
Mục tiêu
Mục tiêu của đề tài là làm sáng tỏ điều kiện và các vấn đề địa chất công trình
Chương 1: Điều kiện địa lý tự nhiên và kinh tế - xã hội khu vực huyện Quốc Oai.
Chương 2: Đặc điểm địa chất công trình khu vực huyện Quốc Oai.
Chương 3: Các vấn đề về khảo sát, thiết kế và thi công xây dựng nhà cao
tầng trên vùng karst.
Chương 4: Các vấn đề địa chất công trình liên quan đến xây dựng nhà cao
tầng khu vực huyện Quốc Oai và kiến nghị giải pháp khắc phục.
Luận văn được thực hiện tại Khoa Địa chất, Trường Đại học khoa học tự
nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đỗ Minh Đức.
3
CHƢƠNG I
ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC HUYỆN
QUỐC OAI
1.1. Điều kiện tự nhiên
1.1.1. Vị trí địa lý
Huyện Quốc Oai nằm ở phía Tây thành phố Hà Nội, cách trung tâm thành
phố khoảng 20km, có diện tích 147,01 km
2
. Khu vực được giới hạn trong tọa độ địa
lý: 20
0
54’ đến 21
0
04’ vĩ độ bắc, 105
0
30
’
đến 105
0
43’50’’ kinh độ đông. Phía Đông
Hồng ảnh hưởng trực tiếp đến việc tưới tiêu cho hơn 1000 ha ở vùng ven sông Đáy.
Nếu nước sông Hồng lên cao phân lũ qua sông Đáy thì vùng ven Đáy khó khăn
trong việc tiêu nước.
+ Sông Đáy là phân lưu phía hữu ngạn của sông Hồng, chảy qua địa phận
huyện Quốc Oai 15 km, độ uốn khúc của sông lớn, bị bồi lấp mạnh. Sông Đáy hoàn
toàn bị chặn chỉ khi phân lũ mới được mở cửa tiêu nước cho sông Hồng, lưu lượng
phân lũ lớn Qmax = 5000m
3
/s. Đây chính là nguyên nhân của hiện tượng bồi lấp và
xói lở dòng sông Đáy. Hiện tại sông Đáy là nguồn cung cấp nước tưới tiêu quan
trọng cho đồng ruộng của huyện.
5
+ Sông Tích (còn gọi là sông Tích Giang) - phụ lưu cấp I của sông Đáy, chảy
qua địa phận Quốc Oai 18 km. Sông Tích có độ dốc lưu vực và độ dốc khá lớn, có
thể gây hiện tượng lũ lụt, ảnh hướng đến tiêu úng của huyện.
1.2. Kinh tế xã hội
1.2.1. Kinh tế
Quốc Oai là một huyện nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền núi và đồng
bằng, có tuyến giao thông trọng yếu chạy qua là đường Láng-Hòa Lạc nên có nhiều
lợi thế phát triển các khu đô thị và công nghiệp.
Khai thác lợi thế trên địa bàn huyện, những năm gần đây, cơ cấu kinh tế
huyện Quốc Oai đang chuyển dịch theo hướng tích cực, dần dần hòa vào quá trình
công nghiệp hóa, hiện đại hóa đang diễn ra sôi động trên khắp đất nước.
Những năm qua, huyện chủ trương chú trọng chuyển đổi cơ cấu nông nghiệp
theo hướng hiệu quả bền vững, phá bỏ thế độc canh cây lúa, tiến tới đa canh để
thích ứng với địa hình đa dạng của địa phương nhằm phát triển những mô hình nông
nghiệp khác nhau, gắn với thế mạnh của từng vùng, tạo hiệu quả kinh tế cao nhất.
Trong đó vùng ven sông chủ yếu phát triển cây ăn quả, rau màu, chăn nuôi bò sữa;
vùng đồng bằng trung tâm tập trung phát triển cây lương thực mà lúa là cây trồng
8
Hình 1.3. Quốc Oai trong Quy hoạch chung xây dựng thủ đô Hà Nội
1.2.2. Xã hội
Trước đây Quốc Oai thuộc tỉnh Hà Tây, từ ngày 1/8/2008, toàn bộ tỉnh Hà
Tây được sáp nhập vào Hà Nội theo Nghị quyết của kỳ họp thứ ba Quốc hội khóa
12 ngày 29/5/2008. Theo đó, huyện Quốc Oai thuộc Hà Nội.
Những năm gần đây cùng với sự phát triển kinh tế, lĩnh vực văn hóa xã hội
của huyện cũng đạt được nhiều thành tựu đáng kể, cuộc sống của người dân Quốc
Oai ngày càng được cải thiện cả về vật chất lẫn tinh thần. Năm 2009 đã có 25.195
đối tượng chính sách được cấp thẻ bảo hiểm y tế; 153 hộ nghèo được hỗ trợ xây
dựng lại nhà bị xuống cấp, hư hỏng.
Công tác y tế, chăm sóc sức khỏe nhân dân được chú trọng, toàn huyện có
16/21 trạm y tế xã được công nhận chuẩn Quốc gia.
Trên địa bàn huyện Quốc Oai có hơn 150 di tích lịch sử - văn hóa, trong đó
có 32 di tích đã được nhà nước xếp hạng. Đặc biệt quần thể di tích, danh thắng
Chùa thầy là một điểm du lịh hấp dẫn, mỗi năm thu hút hàng chục vạn lượt khách
tham quan, vãn cảnh.
9
Sự nghiệp giáo dục – đào tạo có những bước tiến đáng kể với số học sinh tốt
nghiệp các trường cao đẳng, đại học đạt trên 20%. 100% xã, thị trấn đã hoàn thành
phổ cập trung học cơ sở, 4 trường được công khai đạt chuẩn quốc gia.
Mạng lưới trường lớp được đầu tư xây dựng. Ủy ban Nhân dân huyện đã phê
duyệt phân bổ nguồn vốn kích cầu 25 dự án xóa phòng học tạm với tổng kinh phí
97,6 tỷ đồng.
10
CHƢƠNG II
11
và được chia ra hai phân rõ rệt: phần phía đông nan thị trấn Quốc Oai cho đến Sông
Đáy với địa hình bằng phẳng có độ cao khoảng 7 – 9 m, còn phần phía tây nam thị
trấn Quốc Oai có địa hình thấp hơn, với độ cao khoảng 4,6 đến 5 m. Địa hình ở hai
phần có xu hướng thấp dần từ bắc xuống nam. Ranh giới giữa hai phần địa hình là
đê sông Đáy. Địa hình có sự chênh lệch cao, có lẽ liên quan đến quá trình bồi tụ và
ảnh hưởng của đê. Trầm tích cấu tạo nên địa hình bồi tụ là cát bột có màu xám nâu.
Hiện nay, địa hình này được sử dụng để canh tác, chủ yếu là trồng lúa và đất ở. Sở
dĩ gọi là bãi bồi, bởi vì nó sẽ bị ngập nước vào mùa mưa lũ, nếu như không có hệ
thống đê sông đã được bắt đầu xây dựng ở Việt Nam từ hàng ngàn năm trước. Vì
thế theo cách gọi của người Việt Nam, thì đây là bãi bồi trong để phân biệt với bãi
bồi ngoài đê nằm gần sông hơn và thương xuyên bị thay đổi mỗi khi có lũ.
+ Lòng sông cổ: Đó là những dải trũng kéo dài hoặc các hồ ao còn quan sát
được trên bản đồ địa hình, ảnh viễn thám cũng như trên bề mặt hiện nay. Đó là các
ao hồ tù đọng được sử dụng trồng rau muống, thả bèo nằm sát ngay đường vào thị
trấn từ phía tây – bắc và hiện hiện nay đã bị thu hẹp đáng kể so với 5 – 10 năm
trước.
Hình 2.1. Dấu vết dòng sông cổ trên ảnh vệ tinh [6]
Một số đoạn sông cổ khác, hiện nay chỉ còn là các dải ruộng trũng được nhận
biết khá rõ trên ảnh viễn thám, chẳng hạn dải trũng phía ngoài đê Sông Đáy, dải
12
ruộng trũng phía đông – nam khối đá vôi Hoàng Xá (từ Đình Tổ đến yên Nội) v.v
thậm chí cả một đoạn sông dài, nhưng hiện không hoạt động do tác động của con
người. Đó là đoạn sông uốn khúc ngoằn ngèo chạy bao quanh phía tây – bắc thị trấn
Quốc Oai thuộc xã Ngọc Mỹ và lân cận
- Địa hình nhân sinh
Các công trình xây dựng, đường giao thông, cầu cống v.v là các dạng địa
trong suốt Kainozoi. Điển hình cho các mực cửa hang này là ở khối Hoàng Xá.
- Động Hoàng Xá nằm trên khối núi đá vôi cao khoảng 58,6 m cùng tên
thuộc thị trấn Quốc Oai. Cửa động nằm ở độ cao khoảng 15 m so với bề mặt đồng
bằng hiện nay.
14
Hình 2.3. Cửa động Hoàng Xá [6]
- Hang Hàm ếch: chỉ quan sát được ở chân khối núi đá vôi Hoàng Xá. Đó là
các vết lõm sâu vào khối đá vôi. Kích thước các vết lõm này không lớn nhưng tạo
thành một dải khá liên tục và trên cùng một độ cao cách mặt ruộng hiện nay khoảng
1,5 – 2,0 m. Nhưng do làm đường lên động, nên các hang hàm ếch này nằm ngang
với mặt đường. Điều đó cho thấy rằng, các hang hàm ếch mới được hình thành
trong thời gian rất gần đây liên quan với mực nước cao hơn hiện nay. Các hang hàm
ếch đã được hình thành khi mực nước tương đối ổn định tại vị trí mà chúng được
tìm thấy hiện nay. Điều này giống như các hang hàm ếch đang được hình thành ở
vịnh Hạ Long hiện nay.
2.2. Cấu trúc địa chất
2.2.1. Địa tầng
Về phương diện địa chất vùng này nằm ở rìa trũng Sông Hồng, có cấu tạo hai
tầng: Tầng móng gồm các thành tạo phun trào thuộc hệ tầng viên nam (T
1
vn), hệ
tầng Tân Lạc (T
1olt
) và thành tạo cacbonat hệ tầng Đồng Giao (T
2a đg
). Tầng móng bị
các đứt gãy phân cắt ra các khối tảng và sụt lún yếu trong tân kiến tạo. Tầng phủ
chủ yếu cấu tạo từ các trầm tích Đệ tứ thuộc các hệ tầng Vĩnh Phúc, Thái Bình với
1olt
): Diện phân bố hẹp với chiều dài khoảng vài km,
chiều ngang khoảng vài trăm mét. Hệ tầng không lộ ra liên tục mà có chỗ bị các
trầm tích trẻ hơn phủ lên trên. Thành phần thạch học: các đá gốc núi lửa, cuội kết,
cát kết tuf, spilit màu nâu đỏ, nâu tím, dày khoảng 900m.
Cấu trúc mặt cắt của hệ tầng khá đồng nhất, gồm 3 phần từ dưới lên như sau:
- Phần thấp: cuội kết xen cát kết, bột kết tuf màu đỏ nâu, xám phớt vàng,
phớt tím. Cuội kết có xi măng là phun trào bazo. Các hạt cuội gồm đá bazan, thạch
anh, cát kết, bột kết, đá vôi. Dày khoảng 400m.
- Phần giữa: bột kết mầu nâu đỏ, đá phiến sét màu đen phân lớp mỏng với
vài lớp đá phiến sét, tuf màu tím đỏ nâu. Dày 270m.
- Phần trên: đá phiến sét chuyển lên sét vôi màu xám xen kẽ với đá vôi chứa
sét; trên mặt lớp thường có kết vón hình giun, đá phiến màu đen xen bột kết màu
xám. Dày 220m.
Hệ tầng Tân Lạc nằm bất chỉnh hợp trên hệ tầng Yên Duyệt và các đá cổ
hơn. Về phía trên nó chuyển tiếp lên đá vôi hệ tầng Đồng Giao.
● Hệ tầng Đồng Giao (T
2a đg
):
17
Phân bố ở địa bàn thị trấn Quốc Oai và xã Sài Sơn. Diện lộ nhỏ tạo thành
những dải hẹp. Cấu tạo nên chúng là các trầm tích đá vôi màu xám tro, xám trắng
phân lớp dày hoặc dạng khối. Các đá bị hoạt động karst tạo nên những hang động kì
thú. Dày trên 1000m. Điển hình là núi chùa Thầy xã Sài Sơn và động Hoàng Xá thị
trấn Quốc Oai.
Dựa vào thành phần thạch học, hệ tầng được chia ra làm 2 phân hệ tầng từ
dưới lên trên như sau:
+ Phần hệ tầng dưới (T
2
● Hệ tầng Vĩnh Phúc (Q
1
3b
vp): nét đặc trưng của hệ tầng này là có hiện
tượng laterit hóa yếu với màu sắc loang lỗ rất dễ nhận biết. Thành phần thạch học:
sét xen lẫn cát bột màu nâu, những vùng lộ ra là sét màu xám vàng, xám xanh màu
loang lỗ, dày từ 10-20m. Đặc điểm về thành phần vật chất của hệ tầng Vĩnh Phúc là
có sự chuyển đổi nhanh về thành phần thạch học theo không gian từ sét bột, chuyển
qua bột cát, cát. Hệ tầng vĩnh phúc do Hoàng Ngọc Kỷ xác lập năm 1973 gồm 3
tướng aluvi, tướng hồ, tướng hồ đầm lầy.
● Hệ tầng Thái Bình (Q
2
3
tb): Hệ tầng Thái Bình do Hoàng Ngọc Kỷ xác
lập năm 1978 chia làm 3 phần: Phần dưới (Q
2
3
tb1), phần giữa (Q
2
3
tb2), phần trên
(Q
2
3
tb3). Hệ tầng được cấu tạo bởi trần tích biển, trầm tích sông, sông biển và sông
hồ, đầm lầy. Trầm tích sông phân bố chủ yếu ven các sông lớn, các sông nhánh và
các suối trong diện tích huyện Quốc Oai. Thành phần thạch học biến đổi theo quy
luật: dưới là hạt thô, trên là hạt mịn bao gồm cát, bột, sét màu xám nâu, thuộc tướng
lòng sông và bãi bồi, chiều dày thay đổi từ 3,5 đến 5m. Trầm tích sông – hồ gồm
các diện tích nhỏ hẹp vùng Vân Trì, Mỹ Đức… thành phần trầm tích gồm bột, sét
2
nv
Calcit: 90 -92%; Đolomit 3-4%; Sét;
Quặng bị leucoxene hóa 1-2 %
Đá được xác định là: Đá vôi hạt mịn -
hạt bị ép.
2
THN
3
P
2
nv
Calcit: 90 -92%; Đolomit 5-8%; Sét
1%-2%; Bụi quặng: 1%.
Đá được xác định là: Đá vôi hạt nhỏ -
hạt mịn bị ép.
Khu vực thị trấn Quốc Oai:
Copyright: Tài liệu đại học ©