ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HUỲNH HỒNG

NGHIÊN CỨU LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
HẠ TẦNG GIAO THÔNG THÀNH PHỐ TRÀ VINH

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Công trình Giao thông
Mã số: 60.58.02.05

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ K THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2017


Công trình được hoàn thành tại
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. Châu Trƣờng Linh

Phản biện 1: Ts. Nguyễn Lan
Phản biện 2: PGS. TS. Lê Thị Bích Thủy

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ K thuật x y d ng công trình giao thông họp tại
Trường Đại học Bách khoa vào ngày 14 tháng 10 năm 2017.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung t m Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học

bản đồ ĐCCT và đưa ra các giải pháp sử lý nền đất yếu hạ t ng giao
thông TP Trà Vinh để góp ph n hạn chế được những kinh phí khảo
sát và có giải pháp hợp lý khi thiết kế các công trình trên địa bàn tỉnh
Trà Vinh.
Do đó đề tài luận văn “Nghiên cứu ập bản ồ Địa chất công
trình & ề xuất giải pháp xử nền ất yếu hạ tầng giao thông
Thành phố Trà vinh” chính là giải quyết vấn đề thời gian, công sức
trong việc th c hiện l a chọn các phương án k thuật, đồng thời tiết
kiệm chi phí đ u tư x y d ng công trình, nhất là đối với các công
trình hạ t ng giao thông trên khu v c TP Trà Vinh, góp ph n định


2

hướng cho chủ đ u tư, k sư thiết kế, cơ quan quản lý nhà nước đề
xuất lập các Đề án đ u tư x y d ng hạ t ng giao thông, đảm chất
lượng công trình và tăng hiệu quả đ u tư x y d ng.
2.Mục tiêu nghiên cứu
2.1. Mục tiêu tổng quát:
Kết quả nghiên cứu của đề tài lập được Bản đồ ĐCCT của khu
v c TP Trà vinh, đánh giá sơ bộ điều kiện ĐCCT của khu v c
nghiên cứu .
2.2. Mục tiêu cụ thể:
- Nghiên cứu cơ sở khoa học và lý thuyết lập nên Bản đồ
ĐCCT;
- Nghiên cứu các quy trình, quy phạm, tiêu chuẩn để thành lập
bản đồ ĐCCT;
- Tiến hành tồng hợp – thống kê các tài liệu ĐCCT và các chỉ
tiêu đặt trưng của đất nền khu v c nghiên cứu;
- X y d ng bản đồ ĐCCT khu v c nghiên cứu phục vụ x y

khu v c nghiên cứu.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiển của ề tài
6.1.Ý nghĩa khoa học:
- Sơ bộ đánh giá điều kiện ĐCCT của khu v c nghiên cứu .
- Đề xuất các biện pháp xử lý đất nền cho hạ t ng giao thông
trong khu v c TP Trà vinh.
6.2.Ý nghĩa thực tiễn:
- Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm cơ sở tham khảo,
phục vụ cho các công tác Lập D án, Quy hoạch, thiết kế x y d ng
công trình, nhất là các hạ t ng giao thông trong khu v c TP Trà Vinh
nhằm phát triễn hạ t ng giao thông ngày càng hiện đại và môi trường
bảo đảm phát triển bền vững.
- Kết quả nghiên cứu giúp cho chủ đ u tư có thêm các phương
án so sánh phương án xử lý nền đường.
CHƢƠNG
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA
CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ HIỆN TRẠNG NỀN ĐẤT YẾU TẠI
TRUNG TÂM THÀNH PHỐ TRÀ VINH
1.1. Tổng quan về bản ồ ịa chất công trình
1.1.1. Khái niệm và phân loại bản đồ ĐCCT
+ Khái niệm bản đồ ĐCCT:
- Bản đồ địa chất là một bản đồ phục vụ cho mục đích đặc
biệt thể hiện các yếu tố địa chất.


4

- Bản đồ địa chất công trình là bản đồ được thành lập trên
bản đồ địa chất thể hiện các điều kiện địa chất công trình của
một khu v c, cho ph p x y d ng các công trình có quy mô và


5

1.2. Hiện trạng nền ất yếu tại TP Trà Vinh
Địa chất đặc trưng vùng đất yếu trung t m TP Trà Vinh chủ
yếu là tr m tích HOLOCEN trung thượng (AMQII2-3), phổ biến
nhất là các loại đất yếu như bùn s t, bùn s t pha, d t pha và s t trạng
thái dẻo chảy đến chảy, có nơi kẹp cát, cát pha, một số nơi gặp đất
s t, s t pha trạng thái dẻo cứng – dẻo mềm.
1.2.1. Khái niệm đất yếu & nền đất yếu.
1.2.2. Các chỉ tiêu cơ lý cơ bản về đất & nền đất yếu.
1.3. Các phƣơng pháp xử nền ất yếu.
1.3.1.1 Giếng Cát
1.3.1.2 Bấc thấm
1.3.2. Biện pháp tăng cường sức chịu tải & ổn định công
trình nền đất yếu
1.3.2.1. Cọc cát
1.3.2.2. Cọc xi măng đất
CHƢƠNNG 2
DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT VÀ LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHẤT CÔNG
TRÌNH TÍCH HỢP GIS TẠI THÀNH PHỐ TRÀ VINH
2. . Giới thiệu phần mềm ARCGiS
ArcGIS (ESRI Inc. - ): là hệ thống GIS
hàng đ u hiện nay.
- ArcGis có thể tạo và chỉnh sửa dữ liệu tích hợp ( dữ liệu
không gian tích hợp với dữ liệu thuộc tính) cho ph p sử dụng nhiều
loại định dạng dữ liệu khác nhau thậm chí cả những dữ liệu lấy từ
Internet.
- ArcGis truy vấn dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính từ
nhiều nguồn và bằng nhiều cách khác nhau.

2.5. Phân nhóm các công trình ân cận có cùng ặc trƣng
ịa chất
2.5.1. Cơ sở phân nhóm các công trình có cùng đặc trưng
địa chất
D a vào dữ liệu địa chất tại các lỗ khoan: Những đặc trưng cơ
lý hóa của địa chất, mặt cắt địa chất tại từng lỗ khoan. Đề tài đã tiến
hành ph n vùng địa chất ở khu v c nghiên cứu- trung t m thành phố
Trà Vinh.
2.5.2. Phân nhóm dựa trên cơ sở phân nhóm
Dưới đ y là hình ảnh tổng hợp kết quả ph n nhóm các vùng có
cùng địa chất trong phạm vi trung t m thành phố Trà Vinh xuất ra từ
bảng thuộc tính trong ph n mềm ArcGis. Cột HGUName là cột
thống kê các lớp địa chất của các nhóm, tên cụ thể của nó sẽ được


7

thể hiện qua cột Địa Chất. Những cột còn lại là các thông số phục vụ
ph n mềm.

Hình 2.1 Hình ảnh các vùng đã được phân nhóm
2.6. Xây dựng bản ồ ĐCCT-Hạ tầng giao thông khu
vực trung tâm thành phố Trà Vinh
1. Bản đồ giao thông trà vinh
2. Tọa độ (x,y,z) của các lỗ khoan trong hệ tọa độ VN2000
3. Bảng tổng hợp các lớp địa tầng tại các lỗ khoan
4. Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của các lớp địa tầng tại
các lỗ khoan.
2.7. Phát sinh các mặt cắt ịa chất dọc theo hạ tầng
giao thông khu vực trung tâm thành phố Trà Vinh


Hình 2.3 Mặt cắt địa chất tuyến quy hoạch D15
Ở hình vẽ trên, các lớp địa chất được nối lại với nhau để
tạo thành một mặt cắt địa chất. Mặt cắt địa chất được thể hiện là
lát cắt có tên D15-1 như trên bản đồ. Đường màu xanh lam đang
được chọn đó chính là lát cắt D15-1.
Trên mặt cắt địa chất BD-1 có 13 lớp địa chất khác nhau
(ký hiệu theo HGUID) có chỉ tiêu cơ lý khác nhau:
 Lớp số 2: Bùn s t pha, bùn s t đôi chỗ kẹp cát, xám n u,
trạng thái chảy;
 Lớp số 1: Cát nhỏ, vàng n u, xám n u, kết cấu k m
chăt, chặt vừa;


10

 Lớp số 4: Bùn s t xám xanh, xám n u, trạng thái dẻo
mềm, dẻo chảy;
 Lớp số 5: S t, vàng n u, xám n u, trạng thái dẻo chảy;
 Lớp số 6: Cát pha, vàng n u- xám n u, trạng thái dẻo;
 Lớp số 7: Cát nhỏ, rời đến chặt vừa ( k m chặt);
 Lớp số 9: S t, vàng n u, xám trắng- xám xanh, trạng
thái nửa cứng;
 Lớp số 10: S t, xám n u, xám đen lẫn sỏi laterit, dẻo
mềm, dẻo cứng, nửa cứng;
 Lớp số 15: S t pha, xám n u- xám trắng, trạng thái dẻo
cứng ( Đến cứng);
 Lớp số 18: Cát san lấp, vàng n u;
 Lớp số 23: Đá laterrit kết tảng, xám, xám vàng n u;
 Lớp số 25: Cát mịn, kết cấu k m chặt;

thay đổi tùy theo vị trí địa lý (x,y) trên bản đồ. Có những lớp chỉ có ở
một vài vị trí nhất định, có những lớp h u như có ở tất cả trong vùng
đang x t đến.


12

TIM ĐƯỜNG

7 m

2%

7 m

2%

7 m

2%

7 m

2%

6 m

.5

6 m

MẶT CẮT TUYẾN ĐƯỜNG D16

Hình 3.1: Mặt cắt ngang tuyến D16
3.1.2. Xác định mặt cắt địa chất từ ARCGIS
Từ q trình lập bản đồ địa chất chương 2, đề tài đưa ra mặt
cắt địa chất cơng trình tuyến D16 phục vụ cho việc đánh giá ổn định
–lún (Hình 3.2)


13

Hình 3.2. Mặt cắt địa chất công trình D16 thể hiện theo tên lớp
địa chất
Bảng 3.1 : Bảng số liệu hiệu chỉnh chỉ tiêu cơ lý từng lớp
đất tuyến D16 đưa vào tính toán trên phần mềm Plaxis
Chỉ tiêu cơ lý mặt cắt địa chất công trình tuyến D16
Chỉ tiêu cơ lý
WELID

Lớp

HGUID

Mô tả địa tầng

Dung
Dung
trọng
trọng khô
ướt

1

7

Cát nhỏ rời đến kém chặt

1.80

1.41

0.879

0.010

84.70

26°49'

0.030

0.151

0.151

0.25

98

1a


Cát nhỏ vàng nâu xám nâu kết cấu
kém chặt

1.86

1.49

0.779

0.022

78.50

27°42'

0.035

0.151

0.151

0.25

67-6991-98

2

2

Bùn sét kẹp cát xám nâu trạng thái

0.015

97.6

22°56'

0.031

0.151

0.151

0.25

67-69

3

6

Cát pha xám xanh đen trạng thái dẻo

1.89

1.50

0.782

0.015


0.035

0.151

0.151

0.25

67-6998-91

4

2

1.68

1.13

1,321

0.120

17.2

03°45'

0.068

98


17°06'

0.385

1.96

1.62

0.679

0.023

75.0

16°50'

0.310

1.98

1.60

0.706

0.026

63.3

14°38'


Bùn sét đôi chỗ kẹp cát mịn xám nâu
đen trạng thái chảy

67-69

5b

23

Sét pha lẫn dăn sạn laterit, vàng nâu
trạng thái nữa cứng

67

5c

29

Sét pha lẫn dăn sạn laterit, vàng nâu
trạng thái nữa cứng

98-91

5

9

67-69

6

0.35


14

Nhận xét : - Từ mặt cắt địa chất tuyến D16 trên phần mềm
ArcGis đề tài đưa ra một số nhận xét sau
+ Lớp đất yếu như bùn s t pha xám xanh, xám đem, có hệ số
rỗng lớn, tính n n lún cao trạng thái chảy xuất hiện ngay t ng mặt.
+ Lớp cát nhỏ xám xanh xám đen trạng thái chảy xen kẽ các
lớp bùn x t.
+ Đất có thành ph n hạt rất mịn, hàm lượng các nhóm hạt
bụi và s t khá cao đồng thời cũng có mặt các khoáng vật có tính
ph n tán cao như montmorillonit và illit, không thuận lợi cho
các giải pháp sử dụng xử lý nền đất yếu bằng các chất kết dính.
3.1.3. Đánh giá ổn định – lún
3.1.3.1 Quy đổi tải trọng xe chạy và tải trọng các lớp KCAĐ
sang chiều cao đất cát K95
3.1.3.2: Quy đổi các lớp KCAĐ
3.1.3.3 Phân đoạn tuyến D16
Việc ph n chia các mặt cắt tính toán theo tuyến được đ a vào
các yếu tố điều kiện dưới đ y.
+ D a vào mặt cắt các lớp địa chất đã có tại chương II
+ D a vào cao độ đắp của từng đoạn tuyến.
+ D a vào mặt cắt ngang của đường.
Bảng 3.2 Bảng phân đoạn tuyến D16
Tên
đường
D16


3.1.3.4 Đánh giá ổn định lún Tuyến D16
Trước tiên ta x t trường hợp đắp tr c tiếp trên đất yếu (không
dùng một biện pháp sử lý nào khác) khi tính toán ổn định và lún trên
nền đắp tr c tiếp trên nền thiên nhiên (bao gồm cả đất yếu ở dưới)


15

hoặc tr c tiếp trên nền đất yếu đều thõa mãn được các yêu c u và
tiêu chuẩn.
a /: Xét MC 1-1,đoạn N8 – Hùng Vương
Tính toán d a trên ph n mềm PLAXIS.

Hình 3.3Mô hình tính toán tuyến D16 MC 1-1 đoạn N8 – Hùng
Vương

Hình 3.4 Hệ số ổn định đắp nền đường

Hình 3.5 Biểu đồ lún tại MC 1-1 đoạn N8 – Hùng Vương
Đánh giá: Độ ổn định khi gán tải trọng xe đạt được 1.02, Độ
lún cuối cùng theo phương thẳng đứng (áp l c nước
2
q

n

s

n
b"

2
m

q



a

b1

b'

b2

M1

a

M3

 zi   vzi
i
Sc  
*Cc lg(
)
i
 vzi
i 1 1  e0
n

+ Với các lớp đất quá cố kết ( бz > бpz –бvz )

Hi
 zi   vzi
i
i
i
i

C
lg(

/

)

C
lg
pz
vz

18

бpzi : Âp l c tiền cố kết ở lớp i
бzi : Âp l c do tải trọng đất đắp g y ra ở lớp i
Tính toán thời gian lún cố kết
 Các giả thiết tính toán
- Nền lún theo sơ đồ cố kết thoát nước một chiều
- Nền được đắp toàn bộ, không ph n đợt chờ lún
 Các số liệu tính toán
- Chiều s u ảnh hưởng lún Za = 15m
- Độ cố kết c n đạt được 90%
- Nh n tố thời gian Tv xác định theo công thức

Tv 

Ch
t
l2

Cvtb : Hệ số cố kết trung bình theo phương thẳng đứng trong phạm vi
chịu lún
H : Chiều s u chịu lún
- Hệ số cố kết trung bình Ctbv xác định theo công thức sau
Cvtb 

(

za2
hi
)2

Phƣơng pháp II :Thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng
(sử dụng bấc thấm)
3.1.5. Kiểm toán ổn định – lún


20

3.1.5.1 Xử lý bằng phương pháp đào một phần đất yếu + vải
địa đối với mục 3.1.3.3 không thỏa mãn ổn định – lún theo 22TCN
262-2000.
 Tuyến D16: Mặt cắt 1-1, đoạn nút giao N8 – Hùng Vương

Hình 3.9Mô hình xử lý đào một phần đất yếu + vải địa đoạn nút
giaoHùng Vương – N8.

Hình 3.10 Ổn định đắp trực tiếp

Hình 3.11Biểu đồ lún tại MC1-1, đoạn nút giao N8 – Hùng Vương
Đánh giá: Độ ổn định khi gán tải trọng xe là 1.121, biểu đồ ổn
định có xu hướng tăng d n. Tốc độ lún lớn nhất theo phương đứng
1.89 ( mm/ng.d), theo phương ngang 0.11(mm/ng.d). Độ lún cuối
cùng khi áp l c nước bằng 1kN/m2 là 63.4cm, biểu đồ lún, lún
nhanh ở giai đoạn đ u (giai đoạn đắp nền đường)


21

Kết luận: Biện pháp xử lý đào một ph n đất yếu + vải địa k
thuật với tuyến D16 MC1-1, đoạn nút giao N8- Hùng Vương Không
Đạt độ ổn định- lún cho phép theo 22TCN262-2000, c n có biện

tốc độ lún theo ngày đêm.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết uận:
- Đánh giá sơ bộ nền đất tại trung t m thành phố Trà Vinh chủ
yếu là nền đất yếu, phổ biến nhất là các loại đất yếu như bùn s t, bùn
s t pha, s t pha và s t trạng thái dẻo chảy đến chảy, có nơi kẹp cát,
cát pha, một số nơi gặp đất s t, s t pha trạng thái dẻo cứng – dẻo
mềm, chiều s u dao động từ 6-40m;
- D a vào bản đồ địa chất đã lập, có thể xuất được các mặt
cắt địa chất bất kỳ trong khu v c nghiên cứu kèm theo các chỉ
tiêu cơ lý để phục vụ cho công tác kiểm toán ổn định - lún cho
các công trình giao thông trên địa bàn Tp Trà Vinh. Tuy nhiên
do CSDL hiện có khá khiêm tốn và tập trung chủ yếu ở vùng
trung t m nên độ chính xác phụ thuộc mật độ lỗ khoan từng khu


23

v c. Chẳng hạn các tuyến GT thuộc phường 1, 2, 3, 5 có số liệu
tương đối nhiều;
- Có thể đồng bộ kết quả nghiên cứu lên trên Google
Earth, đ y là một cách quản lý dữ liệu online, giúp mọi người có
thể dễ dàng tra cứu thông tin, phục vụ nhiều công tác khác nhau
(x y d ng, tư vấn, quản lý…). Những dữ liệu có thể đồng bộ với
Google Earth như bản đồ địa chất vùng nghiên cứu; bản đồ s
ph n bố các lỗ khoan địa chất; bản đồ ph n vùng địa chất; các
thông tin về tên của các lớp địa chất, các chỉ tiêu cơ lý các lớp
địa chất… Vậy việc đồng bộ các dữ liệu này với Google Earth là
một sản phẩm rất mới và hiệu quả;
- Các mặt cắt địa chất kèm theo số liệu địa chất cơ lý của