tóm tắt luận án tiến sĩ địa chất nghiên cứu đặc tính địa chất công trình của đất loại sét yếu amq2 2-3 phân bố ở các tỉnh ven biển đồng bằng sông cửu long phục vụ xử lý nền đường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT




NGUYỄN THỊ NỤ




NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH CỦA ĐẤT
LOẠI SÉT YẾU amQ
2
2-3
PHÂN BỐ Ở CÁC TỈNH VEN BIỂN ĐỒNG
BẰNG SÔNG CỬU LONG PHỤC VỤ XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG

Ngành: Kỹ thuật Địa chất
Mã số: 62.52.05.01




TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

HÀ NỘI, 2014



Công trình được hoàn thành tại
Bộ môn Địa chất công trình, khoa Địa chất
Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS.Đỗ Minh Toàn -Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội
2. TS.Nguyễn Viết Tình -Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội




Phản biện 1: PGS.TS.Nguyễn Huy Phương
Hội Địa chất công trình và Môi trường Việt Nam
Phản biện 2: PGS.TSKH. Trần Mạnh Liểu
Trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội
Phản biện 3: TS. Phan Sỹ Thanh
Tổng Công Ty Tư vấn xây dựng Thủy lợi Việt Nam - CTCP



Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp trường,
họp tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất, phường Đức Thắng, quận Bắc Từ
Liêm, thành phố Hà Nội vào hồi … ngày…. tháng năm 2014.

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội hoặc
Thư viện trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội.


- 1 -

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Các tỉnh ven biển đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) gồm Tiền
Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau và Kiên Giang có
tiềm năng phát triển kinh tế xã hội to lớn, đặc biệt là trong các lĩnh vực nông
và ngư nghiệp. Tuy nhiên, cơ sở hạ tầng giao thông trong vùng phát triển còn
yếu, không đáp ứng được nhu cầu thực tế. Các tuyến đường bộ (trừ những
tuyến mới được xây dựng vào những năm gần đây) thường bị ngập lụt vào
mùa mưa lũ, chỉ các tuyến đường nối các tỉnh là được trải nhựa, còn lại hầu
hết là đường đất và đường cấp phối. Do vậy, Nhà nước đang đầu tư cải tạo và
nâng cấp hệ thống giao thông vùng này.
Việc xây dựng mạng lưới đường giao thông ở các tỉnh ven biển ĐBSCL
còn gặp rất nhiều khó khăn. Bởi lẽ, nơi đây là một phần của vùng châu thổ có
địa hình trũng thấp, mạng thủy văn dày đặc lại được phủ bởi các trầm tích trẻ
với bề dày lớn. Các trầm tích trẻ có nhiều nguồn gốc khác nhau nhưng phổ
biến nhất là trầm tích amQ
2
2-3
. Trầm tích này nằm ngay trên bề mặt địa hình,
đa phần là đất loại sét yếu, có chiều dày tương đối lớn, thường bị nhiễm muối,
phèn và có chứa hữu cơ với mức độ khác nhau. Đây là đối tượng chịu tác
động trực tiếp của hoạt động xây dựng đường giao thông, do vậy muốn đường
đắp ổn định thì cần phải xử lý.
Cho đến nay, mặc dù đã có những nghiên cứu về địa chất và địa chất

công trình (ĐCCT) nền đất ở các tỉnh ven biển ĐBSCL nhưng vẫn chưa đề
cập đầy đủ và toàn diện bản chất các đặc tính ĐCCT của đất yếu. Những tài
liệu nghiên cứu phục vụ lựa chọn, đề xuất, tính toán xử lý nền đường đất yếu
chưa được hoàn thiện, đã làm hạn chế hiệu quả và phạm vi ứng dụng của các
biện pháp xử lý nền, gây lãng phí trong xây dựng. Chính vì vậy, đề tài đặt ra
mang tính cấp thiết cao và có ý nghĩa thực tiễn.
2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích của luận án là làm sáng tỏ đặc tính ĐCCT của đất loại sét yếu
amQ
2
2-3
ở các tỉnh ven biển ĐBSCL để phục vụ và nâng cao hiệu quả xử lý
nền đường và khai thác hợp lý nguồn tài nguyên đất xây dựng.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục đích trên, luận án có nhiệm vụ làm sáng tỏ:
- Sự ảnh hưởng của một số yếu tố tự nhiên hiện đại tới sự hình thành và
tồn tại của trầm tích amQ
2
2-3
;
- Sự phân bố của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
;
- Thành phần vật chất và đặc tính cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
;
- Kiến nghị sử dụng các kết quả nghiên cứu trong khảo sát, thiết kế xử
lý nền đường đất yếu.

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: đất loại sét yếu thuộc trầm tích amQ
2
2-3
.

- 2 -

Phạm vi nghiên cứu: không gian phân bố đất loại sét yếu amQ
2
2-3
ở các
tỉnh ven biển ĐBSCL với chiều sâu nghiên cứu hết bề dày của nó (khoảng
20m).
5. Nội dung nghiên cứu
Để thực hiện nhiệm vụ đặt ra, nội dung luận án tập trung nghiên cứu:
- Tổng quan về nghiên cứu tính chất ĐCCT của đất loại sét yếu ở
ĐBSCL;
- Lịch sử phát triển trầm tích Đệ tứ và ảnh hưởng của một số yếu tố tự
nhiên hiện đại (khí hậu, địa hình, địa mạo, mạng lưới thủy văn và hải văn, địa
chất thủy văn) tới sự hình thành và tồn tại của trầm tích amQ
2
2-3
;
- Sự phân bố trên diện và theo chiều sâu của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
;
- Thành phần (hạt, khoáng vật, hoá học), khả năng trao đổi hoá lý, độ
pH, hàm lượng muối, hữu cơ của đất loại sét yếu amQ

2
2-3
;
- Tính chất cơ học của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
bao gồm: tính biến dạng
(cố kết theo các phương thẳng đứng và nằm ngang, từ biến) và sức kháng cắt;
- Các nhân tố ảnh hưởng và bước đầu nghiên cứu sự biến đổi của các
tính chất cơ lý phụ thuộc vào hàm lượng muối, hữu cơ trong đất;
- Trên cơ sở phân chia cấu trúc nền và nghiên cứu thành phần và tính
chất cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
, phân tích và đề xuất về các vấn đề
khảo sát ĐCCT, kiến nghị các biện pháp xử lý và sử dụng các chỉ tiêu cơ lý
trong tính toán xử lý nền đường đất yếu.
6. Phương pháp nghiên cứu
Luận án sử dụng tổ hợp các phương pháp nghiên cứu:
- Tổng hợp, phân tích tài liệu đã có trong vùng;
- Địa chất: nghiên cứu sự thành tạo và sự phân bố trầm tích amQ
2
2-3
;

- Thực nghiệm: thí nghiệm trong phòng xác định tính chất cơ lý;
- Thống kê và địa thống kê: xử lý để tìm ra các giá trị đặc trưng của kết
quả thí nghiệm, lập mối tương quan, ….;
- Tính toán lý thuyết: dự báo độ lún, tính toán các chỉ tiêu cơ lý của đất;
- Phân tích hệ thống: định hướng cho nghiên cứu đề tài, sử dụng để

phân tích logic các vấn đề lý thuyết và thực nghiệm.
7. Luận điểm bảo vệ
Luận điểm 1: Đất loại sét amQ
2
2-3
thuộc nhóm đất đặc biệt, nằm ngay
trên mặt và phân bố rộng rãi nhất ở các tỉnh ven biển ĐBSCL. Đất bị nhiễm
muối dễ hòa tan ở mức độ ít và nhiễm muối, có chỗ nhiễm phèn và chứa hữu
cơ tùy thuộc vào vị trí phân bố và điều kiện tồn tại. Trong giới hạn nghiên
cứu, các đặc trưng cơ học của đất thay đổi phụ thuộc khá chặt chẽ vào hàm
lượng muối và hữu cơ.
Tỷ số c
h
/c
v
của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
thay đổi phức tạp, trong một
phạm vi rộng nên cần được xét đến khi thiết kế xử lý nền bằng thiết bị tiêu
thoát nước thẳng đứng.

- 3 -

Luận điểm 2: Đặc điểm biến đổi không gian, thành phần và tính chất
cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
tại các tỉnh ven biển ĐBSCL được điển hình
hóa thành 2 kiểu và 5 phụ kiểu cấu trúc nền. Đặc trưng của mỗi kiểu cấu trúc

nền đã là cơ sở khoa học để nghiên cứu, đề xuất công tác khảo sát ĐCCT và
lựa chọn, thiết kế các giải pháp xử lý nền đất yếu khi xây dựng đường.
8. Những điểm mới của luận án
- Luận án nghiên cứu một cách đầy đủ và có hệ thống về đặc tính
ĐCCT, sự biến đổi các đặc tính đó của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
phân bố ở các
tỉnh ven biển ĐBSCL phục vụ xây dựng đường;
- Đã xác định được tỷ số giữa hệ số cố kết theo phương ngang và theo
phương thẳng đứng của bùn sét và bùn sét pha amQ
2
2-3
ở các tỉnh ven biển
ĐBSCL;
- Đã thiết lập được quan hệ giữa chỉ số nén và hệ số nén thứ cấp cho đất
bùn sét và bùn sét pha amQ
2
2-3
ở các tỉnh ven biển ĐBSCL;
- Đã chỉ ra ảnh hưởng của hàm lượng muối, độ pH (phèn), hữu cơ và
điều kiện môi trường bảo dưỡng khi cải tạo đất yếu bằng chất kết dính vô cơ
(xi măng);
- Đã phân chia cấu trúc nền có phân bố đất loại sét yếu amQ
2
2-3
theo
mức độ thuận lợi đối với các giải pháp xử lý nền đường cũng như đề xuất và
kiến nghị các chỉ tiêu cơ lý định hướng cho việc thiết kế xử lý nền đường.
9. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Kết quả của luận án góp phần vào việc nghiên cứu ĐCCT khu vực: đã
làm sáng tỏ đặc tính ĐCCT của các loại đất chủ yếu của tầng trầm tích
amQ
2
2-3
phân bố rộng rãi nhất ở ĐBSCL.
Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo tốt và là cơ sở để định hướng
cho công tác khảo sát, thiết kế xử lý nền đất yếu trong xây dựng đường giao
thông và các dạng xây dựng khác ở các tỉnh ven biển ĐBSCL và những vùng
khác có điều kiện ĐCCT tương tự.
10. Cơ sở tài liệu
Cơ sở tài liệu trong luận án gồm 01 đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ
tác giả tham gia và là thư ký của đề tài; 03 đề tài nghiên cứu khoa học cấp Cơ
sở do tác giả chủ trì cùng với 14 công trình nghiên cứu được đăng tải trên các
hội nghị khoa học và tạp chí. Luận án còn sử dụng các kết quả nghiên cứu
ĐCCT của nhiều cơ quan và tác giả khác nhau đã được công bố và lưu trữ có
liên quan đến đề tài nghiên cứu. Các tài liệu sử dụng đã được trích dẫn cụ thể
trong luận án.
11. Cấu trúc luận án

Nội dung luận án gồm 4 chương và minh họa bởi 55 bảng số liệu, 80
hình vẽ và đồ thị, 1 phụ lục tính toán cùng với 14 công trình nghiên cứu đã
công bố và danh mục 129 tài liệu tham khảo.

- 4 -

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐỊA CHẤT
CÔNG TRÌNH ĐẤT LOẠI SÉT YẾU VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU
LONG. PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về nghiên cứu tính chất ĐCCT đất loại sét yếu trên thế

giới và ở Việt Nam
Trên thế giới, đề cập các nghiên cứu về: phương pháp đánh giá chất
lượng mẫu của Ladd, Lambe (1963), Poirier (2005), Andresen và Kolstad
(1979), Shibuya và nnk (2000), Landon và nnk (2004); thành phần vật chất,
nhiễm muối, phèn của các tác giả Ohtsubo và nnk(2005), V.Đ.Lomtadze,
A.P.Kpabrenko, V.P.Petrukhin; Larsson (2007); Pusch (1973); Eriksson
(2000); Westerberg (2005); Eriksson (1992); Andersson (2012), các tính chất
cơ lý của các tác giả Bjerrum (1967), Hanzawa (1989), Larsson (1986),
Hiroyuki Tanaka (2002), hệ số cố kết theo phương ngang của P.W Rowe
(1966); Tavenas (1983); Seah và nnk (2004). Các nghiên cứu về thành phần
vật chất phục vụ cải tạo đất bằng chất kết dính vô cơ cũng ngày càng được
hoàn thiện của các tác giả Kuno (1889), Anon (1990), Mitchell (1981),
Balasubramaniam (1988), Bell (1990), Bergado (1996).
Trong nước, đề cập các nghiên cứu của tác giả: Đỗ Minh Toàn, Phạm
Văn Tỵ (1993); Nguyễn Văn Thơ, Tô Văn Lận (1999) nghiên cứu về đất
nhiễm muối; các tác giả Nguyễn Viết Tình(2001), Bùi Đức Hải (2003) nghiên
cứu về thành phần, tính chất của đất chứa hữu cơ; nhóm các tác giả Suzuki và
nnk (2008), Nguyễn Duy Quang và nnk (2010), Koji Suzuki và nnk (2011),
Tan và Chew (1996) xác định c
h
của đất yếu tại một số dự án ở Việt Nam.
Đây là những chỉ dẫn quan trọng trong nghiên cứu đất yếu tại vị trí cụ thể.
1.2. Sơ lược lịch sử nghiên cứu trầm tích Đệ tứ vùng ĐBSCL
Lịch sử nghiên cứu trầm tích Đệ tứ gắn liền với lịch sử nghiên cứu địa
chất chung vùng đồng bằng Nam Bộ. Trước năm 1975, chủ yếu là nghiên cứu
của các nhà Địa chất Pháp. Thời kỳ sau năm 1975, vùng ĐBSCL đã được đo
vẽ và thành lập các tờ Bản đồ địa chất và khoáng sản, Bản đồ địa chất Đệ tứ
khác nhau. Một số công trình tiêu biểu gồm: “Bản đồ vỏ phong hóa và trầm
tích Đệ tứ Việt Nam”, tỷ lệ 1/1.000.000 do Ngô Quang Toàn chủ biên
(1999); “Phân chia địa tầng N - Q và nghiên cứu cấu trúc địa chất đồng bằng

Nam Bộ” do Nguyễn Huy Dũng (2004) chủ trì; đề tài cấp nhà nước KC09/06-
10 “Nghiên cứu biến động cửa sông và môi trường trầm tích Holocen - hiện
đại vùng ven bờ châu thổ sông Cửu Long, phục vụ phát triển bền vững kinh tế
- xã hội” do Nguyễn Địch Dỹ (2010) chủ trì.
1.3. Tổng quan về nghiên cứu tính chất ĐCCT đất loại sét yếu vùng
ĐBSCL
Các công trình nghiên cứu địa chất và ĐCCT có liên quan đến TT
amQ
2
2-3
gồm: bản đồ ĐCCT- ĐCTV vùng Nam Bộ, các báo cáo điều tra Địa
chất Đô thị.

- 5 -

Các nghiên cứu ĐCCT thể hiện ở các khía cạnh: nghiên cứu một số tính
chất ĐCCT của đất của Nguyễn Thanh (1984), Lê Trọng Thắng (2005,
2006),….; nghiên cứu đất nhiễm phèn trong lĩnh vực nông nghiệp của Huỳnh
Công Thọ và K.Egashira (1976); Nguyễn Thị Bích Thu, Vũ Cao Thái (1995);
đất phèn trong lĩnh vực ĐCCT của Nguyễn Văn Thơ và nnk, Nguyễn Ngọc
Thọ (2005), Huỳnh Đăng Vinh (2002); đất nhiễm muối trong ĐCCT có Trần
Thị Thanh; một số luận án tiến sỹ nghiên cứu phục vụ cho xây dựng CT thủy
lợi; một số tác giả đề cập đến nghiên cứu cho xây dựng đường.
Đây là nguồn tài liệu quý góp phần định hướng cho nghiên cứu tiếp
theo của luận án.
1.4. Phương pháp luận và cách tiếp cận vấn đề nghiên cứu
Sự hình thành điều kiện ĐCCT nói chung, thành phần vật chất, tính chất
cơ lý của trầm tích (TT) là kết quả của quá trình trầm tích và kết quả tương
tác của môi trường địa chất và môi trường bên ngoài sau trầm tích (lịch sử
phát triển địa chất). Trầm tích amQ

2
2-3
là các TT trẻ, sự hình thành (lắng
đọng) TT và biến đổi sau TT phụ thuộc vào các yếu tố tự nhiên hiện đại (thời
gian gần đây). Vì thế, để làm sáng tỏ những đặc điểm về thành phần, tính chất
của trầm tích này, sự hình thành những đặc điểm đó, quy luật biến đổi của
chúng trong khu vực cần nghiên cứu trên diện rộng, phân tích những đặc điểm
các tương tác trong quá trình trầm tích và biến đổi sau trầm tích ở các khu vực
trong vùng nghiên cứu.
Trong điều kiện các tỉnh ven biển ĐBSCL đã có kết quả nghiên cứu có
tính khu vực và chuyên sâu, cách tiếp cận để giải quyết nhiệm vụ của luận án
là tổng hợp, phân tích, kế thừa những tài liệu đã có, kiểm tra những tài liệu
đó, bổ sung nghiên cứu theo yêu cầu.
Cách tiếp cận để giải quyết vấn đề trong luận án “ kiến nghị sử dụng kết
quả nghiên cứu trong xử lý nền đường”. Việc lựa chọn xử lý nền đất yếu thực
chất là nghiên cứu mối tương tác giữa giữa các hợp phần trong địa hệ tự nhiên
- kỹ thuật. Do đó, sự lựa chọn biện pháp xử lý và hiệu quả của chúng chẳng
những phụ thuộc vào cấu trúc địa chất của nền đường mà còn phụ thuộc vào
đối tượng sẽ xây dựng. Chính vì vậy, phải dựa vào cấu trúc nền, phân tích
hiệu quả của các giải pháp xử lý theo cấu trúc nền, xem xét địa hệ tự nhiên -
kỹ thuật và mối tương tác giữa các hợp phần trong địa hệ. Từ đó, sẽ đề xuất,
kiến nghị các giải pháp xử lý, kiến nghị các chỉ tiêu cơ lý phục vụ xử lý nền
đường.
Chương 2: ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH SÔNG BIỂN amQ
2
2-3
CÁC TỈNH
VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
2.1. Khái quát về địa tầng trầm tích Đệ tứ và lịch sử phát triển địa chất
2.1.1.Khái quát về địa tầng trầm tích Đệ tứ

- 6 -

- Các trầm tích Pleistocen trên (a, am, mQ
1
3
): bị phủ bởi các trầm
tích Holocen có tuổi trẻ hơn. Trầm tích đã được nén ép chắc, đất loại sét màu
loang lổ, trạng thái nửa cứng, phần trên bị kết vón laterit rắn chắc.
- Các trầm tích Holocen dưới – giữa (a, am, mQ
2
1-2
)
Trầm tích (TT) nguồn gốc sông (a): phân bố rất hẹp ở thung lũng các
sông Tiền và Hậu. Bề dày 10÷20m, gồm cát lẫn bụi sét chuyển dần cát trung,
xám xanh, xám vàng.
TT am: phân bố tập trung ở vùng hạ lưu các sông Tiền và Hậu, bề dày
19,5  22m. Thành phần gồm tập dưới là cát mịn đến trung, xám xanh, cát
trung - thô, xám xanh, xám vàng, chứa ít sạn thạch anh, tập trên là sét bụi, bụi
cát xám vàng loang lổ.
TT m: phân bố dưới hố khoan sâu, thành phần là cát, bụi, sét xám xanh
lơ, phớt gụ có xen ít thấu kính cát màu xám phớt nâu vàng.
- Các trầm tích Holocen giữa - trên (am, mQ
2
2-3
)
TT am: phân bố rộng rãi ở các tỉnh ven biển ĐBSCL. Ở Bến Tre, Trà
Vinh, Sóc Trăng, tạo nên các khu vực hơi nhô cao trên bề mặt đồng bằng. Độ
sâu gặp từ trên mặt đến 25m. Thành phần gồm sét bụi, sét cát, cát bụi màu
xám, xám nâu.

TT m: lộ ra trên bề mặt địa hình dưới dạng các giồng cát ở Trà Vinh,
Sóc Trăng, rộng từ 0,2km 2km, chiều dài trung bình 5÷10km, đôi khi đến
30km. Thành phần là cát mịn lẫn ít bụi sét màu nâu vàng chứa các kết hạch
pisolit, dày 510m.
Ngoài ra, còn gặp các trầm tích Holocen trên (Q
2
3
) phủ ngay trên bề
mặt địa hình với diện phân bố hẹp. TT abQ
2
3
phân bố hẹp tại dải đất ven sông
Hậu trũng thấp, gồm bụi sét màu xám nâu, xám đen, chứa nhiều mùn thực
vật, đôi chỗ gặp than bùn, dày 1÷7m; TT mbQ
2
3
phân bố ở dải hẹp ven biển
Cà Mau, Bạc Liêu, Bến Tre, gồm sét bụi màu nâu hồng, chứa ít mùn thực vật
màu đen, dày 2m. TT bQ
2
3
chỉ phân bố ở U Minh thượng và U Minh hạ, gồm
sét bụi lẫn nhiều mùn thực vật chuyển lên than bùn, trên cùng là sét, mùn thực
vật, dày 0,2  5m. TT mvQ
2
3
chỉ phân bố ở Trà Vinh - Long Toàn dưới dạng
các cồn cát, gò cát.
2.1.2. Sơ lược lịch sử phát triển địa chất Đệ tứ từ Pleistocen muộn tới nay
2.1.2.1. Giai đoạn Pleistocen muộn

Thời kỳ đầu toàn vùng nghiên cứu nằm trong chế độ lục địa, hoạt động
của sông phát triển mạnh mẽ, hình thành TT aQ
1
3
. Khu vực ven biển phát
triển TT đồng bằng châu thổ, hỗn hợp sông biển (amQ
1
3
).
Khi biển tiến cực đại, mực nước đại dương liên tục dâng cao - giai đoạn
cực thịnh của gian băng Riss -Wurm, hình thành TT biển mQ
1
3
.
2.1.2.2. Giai đoạn Holocen sớm - giữa
Đến đầu Holocen sớm, vùng nghiên cứu nằm trong chế độ lục địa, phần
ven sông Hậu là các địa hình trũng thoải về phía lòng sông, thành tạo các trầm

- 7 -

tích bãi bồi (aQ
2
1-2
). Một số nơi hình thành trầm tích hỗn hợp sông biển
(amQ
2
1-2
). Vào cuối thời kỳ Holocen sớm - đầu Holocen giữa, bắt đầu thời kỳ
biển tiến Flandrian, nhóm tướng trầm tích biển (tiền châu thổ, mQ
2

1-2
) lấn sâu
vào trong đất liền.
Khi mực nước đại dương liên tục dâng cao - giai đoạn cực thịnh của
biển tiến Flandrian, lắng đọng trầm tích vũng vịnh biển nông ven bờ (mQ
2
1-2
).
2.1.2.3. Giai đoạn sau biển tiến Flandrian
Sau biển tiến cực đại Flandrian, biển rút khỏi vùng nghiên cứu. Do sự
hạ thấp của mực nước biển và nguồn cung cấp vật liệu dồi dào từ hệ thống
sông Cửu Long nên tam giác châu hình thành và lấn dần ra biển. Vùng giữa
sông Tiền và Hậu là nơi thể hiện rõ sự tích tụ và bồi lấn của TT, chế độ dòng
chảy không ổn định và tác động mạnh mẽ của thủy triều. Tại vùng bán đảo Cà
Mau do trầm tích Pleistocen trên nông và quá trình bào mòn xảy ra liên tục
hoặc TT không đáng kể khi biển tiến Frandrian, nên chủ yếu TT ở giai đoạn
biển lùi. Dưới tác động của dòng hải lưu ven bờ và ảnh hưởng của gió mùa
đông bắc, các vật liệu hạt mịn của hệ thống sông Cửu Long được vận chuyển
về phía Nam và lắng đọng trong điều kiện môi trường tương đối yên tĩnh hình
thành nên bán đảo Cà Mau. Trầm tích hỗn hợp sông biển amQ
2
2-3
được tạo
thành. Dấu ấn của biển lùi là các giồng cát (mQ
2
2-3
) chứa vỏ sò ốc ở giáp biển.
Ở giai đoạn Holocen muộn, có sự phân dị về địa hình bồn đáy trầm tích
đã tạo nên đặc điểm bề dày của trầm tích amQ
2

2-3
khác nhau. Một số nơi lắng
đọng các trầm tích có nguồn gốc sông aQ
2
3
, đầm lầy ven biển mbQ
2
3
; sông
đầm lầy (abQ
2
3
), đầm lầy (bQ
2
3
) hoặc biển gió (mvQ
2
3
).
2.2. Đặc điểm cấu trúc trầm tích amQ
2
2-3

Về đặc điểm thành phần, bề dày của trầm tích amQ
2
2-3
:
- Tại khu vực bắc sông Tiền với thành phần tương đối đồng nhất là các
tập sét, sét bụi dày 5 15m hoặc có chỗ là sét, sét bụi, xám nâu, xám tro, xám
sẫm, dày 15m.

- Tại khu vực giữa hai sông Tiền và Hậu, trầm tích được chia ra thành
nhiều tập với các thành phần khác nhau; tập dưới là cát sét bụi (sét pha) xen
kẹp các lớp bụi sét màu nâu, nâu xám hoặc bụi sét chứa các thấu kính cát; tập
giữa là bụi sét lẫn cát mịn màu nâu xám, có chứa vảy mica. Tập trên là sét
bụi, bụi sét có lẫn các thấu kính cát mịn, vỏ sò ốc màu xám nâu, xám xanh.
Bề dày trầm tích từ 2,0  5,0m đến 10,0  15,0m.
- Khu vực bán đảo Cà Mau, trầm tích tương đối đồng nhất có thành
phần sét, bụi màu xám phớt nâu chứa ít tàn tích thực vật và các mảnh vỏ sò,
ốc. Bề dày thay đổi đến 1015m. Phần trên là sét, bụi màu xám phớt vàng, sét
cát màu xám tro, nhiễm phèn, mặn, bề dày có xu hướng tăng dần về phía
Nam, Tây Nam. Ở Kiên Giang với bề dày mỏng hơn, có chỗ nhỏ hơn 5m.
Về các loại đất theo quan điểm ĐCCT: khu vực nghiên cứu phân bố
nhiều loại đất có thành phần và trạng thái khác nhau. Đất loại sét yếu amQ
2
2-3


- 8 -

gồm bùn sét, bùn sét pha và sét, sét pha trạng thái dẻo chảy, bùn cát pha.
Trong đó, bùn sét và bùn sét pha là phổ biến hơn cả với bề dày dao động khá
lớn đến 1020m, là các đối tượng không thuận lợi cho xây dựng đường giao
thông. Bùn sét ở khu vực giữa hai sông có tính bất đồng nhất cao hơn, thường
chứa những ổ cát hoặc kẹp cát mịn. Tại khu vực bán đảo Cà Mau, đất có chứa
các vật chất hữu cơ đã được phân hủy. Các loại đất, trạng thái dẻo mềm, dẻo
cứng với bề dày mỏng, chỉ phân bố hạn chế ở nơi có địa hình cao, điều kiện
thoát nước tốt. Cát pha, bùn cát pha phân bố hạn chế ở khu vực giữa hai sông
Tiền và Hậu, khu vực Sóc Trăng.
2.3. Ảnh hưởng của một số yếu tố tự nhiên hiện đại tới sự hình thành và
tồn tại của trầm tích amQ

2
2-3

2.3.1. Địa hình: Địa hình đồng bằng thấp châu thổ, bề mặt khá bằng phẳng,
cao độ tuyệt đối chủ yếu từ 0  2m. Địa hình góp phần làm thay đổi TT theo
thời gian giữa mùa mưa và mùa khô (do thủy triều xâm nhập, khả năng thoát
nước và bốc hơi khác nhau) làm đất có mức độ nhiễm mặn, phèn khác nhau.
2.3.2. Khí hậu: Chia thành 2 mùa. Mùa mưa từ tháng 5  10, chiếm 90-94%
lượng mưa cả năm. Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Lượng mưa
trung bình năm 12002400mm, thay đổi theo các khu vực khác nhau. Sự khác
biệt giữa hai mùa khô và mùa mưa, mùa khô thì nắng gay gắt, lượng mưa rất
ít, lượng bốc hơi rất nhiều; còn mùa mưa thì mưa rất nhiều. Đây là yếu tố
quyết định làm thay đổi thành phần và tính chất của đất, cũng như khả năng
nhiễm phèn, nhiễm mặn ở trong đất.
2.3.3. Mạng thủy văn: Hệ thống sông Cửu Long và mạng lưới kênh, mương
dày đặc. Vai trò của sông chủ yếu là lượng phù sa do sông mang tới, là yếu tố
ảnh hưởng đến nguồn vật liệu trầm tích. Chế độ thủy động lực của dòng chảy
làm TT lắng đọng, có tính bất đồng nhất.
2.3.4. Chế độ thuỷ triều: Đường bờ biển gồm 2 đoạn, từ cửa Soài Rạp đến
Cà Mau (bờ biển Đông) và từ mũi Cà Mau đến Hà Tiên (bờ biển Tây) có chế
độ thủy triều khác nhau. Triều biển Đông có chế độ bán nhật triều không đều,
triều biển Tây có chế độ nhật triều không đều. Mỗi khi nước biển dâng hạ
ngoài việc gây nhiễm mặn còn ảnh hưởng trực tiếp tới sự lắng đọng TT, ảnh
hưởng đến tính bất đồng nhất và đẳng hướng của TT. Thủy triều cũng có tác
động góp phần hình thành các tầng TT hiện đại ở các vùng sát biển - các
giồng cát, cù lao cát.
2.3.5. Địa chất thủy văn: Liên quan đến trầm tích amQ
2
2-3
là tầng chứa nước

Holocen, với đặc điểm là nước mặn nước lợ là chủ yếu, lưu thông với hệ
thống kênh rạch và chịu tác động của thủy triều, làm tính chất của đất thay đổi
phức tạp.


- 9 -

2.4. Kết quả nghiên cứu thành phần hạt, thành phần vật chất của trầm
tích amQ
2
2-3

2.4.1. Lựa chọn vị trí lấy mẫu phân tích nghiên cứu bổ sung
Trên cơ sở nghiên cứu về đặc điểm địa tầng, lịch sử phát triển địa chất
Đệ tứ, các yếu tố tự nhiên hiện đại ảnh hưởng tới sự thành tạo trầm tích
amQ
2
2-3
và các tài liệu khảo sát ĐCCT đã thu thập được, vị trí lấy mẫu nghiên
cứu được lựa chọn theo nguyên tắc:
+ Vị trí lấy mẫu được chọn ở 4 khu vực điển hình đã được phân chia:
KV.I (bắc Sông Tiền); KV.II (giữa hai sông Tiền và Hậu); KV.III-1 (Sóc
Trăng) và KV.III-2 (bán đảo Cà Mau). Các khu vực đã phân chia dựa vào yếu
tố chính là điều kiện địa hình, địa mạo, đặc điểm địa chất thủy văn, mạng lưới
thủy văn, có xét đến đặc điểm nhiễm muối, phèn cũng như đặc điểm phân bố
của trầm tích và theo đặc trưng cơ lý của đất.
+ Mẫu được lấy trong 2 loại đất yếu chiếm phần chủ yếu trong trầm tích
amQ
2
2-3

là bùn sét và bùn sét pha.
+ Để nghiên cứu thành phần vật chất, ở mỗi khu vực, tại mỗi địa điểm
lấy khoảng 6 mẫu, nơi có bề dày đất yếu mỏng - 2  4 mẫu. Đối với các tập
hợp thống kê các chỉ tiêu cơ lý, tại mỗi khu vực phân chia lấy tối thiểu từ 25 
30 mẫu.
2.4.2. Kết quả nghiên cứu thành phần hạt, muối, phèn và hữu cơ
Về thành phần hạt: bùn sét nhóm hạt sét trung bình chiếm từ 3750%,
tương ứng nhóm hạt bụi - 3542% và nhóm hạt cát - 1523%; trong bùn sét
pha, nhóm hạt sét - 2427%; nhóm hạt bụi - 2936% và nhóm hạt cát -
3847%, trong bùn cát pha, nhóm hạt sét - 89%; nhóm hạt bụi - 1415% và
nhóm hạt cát - 7576%.
Về đặc điểm nhiễm muối, phèn, hữu cơ: KV.I, đất ít bị nhiễm muối ít,
nơi địa hình cao đất không bị nhiễm muối, một số chỗ trũng phía Đồng Tháp
Mười đất bị nhiễm phèn và có chỗ chứa hữu cơ đến 9,08%; KV.II, nơi địa
hình cao đất không bị nhiễm phèn muối, ven biển thì nhiễm muối, lượng hữu
cơ nhỏ hơn 5%, có nơi nhiễm muối ít; KV.III-1, đất bị nhiễm muối ít và
nhiễm muối, lượng hữu cơ nhỏ hơn 5% có chỗ đến 7,92%. KV.III - 2, đất bị
nhiễm muối và nhiễm muối ít, một số nơi bị nhiễm phèn hoặc nhiễm muối -
phèn, có nơi hữu cơ đến 10,14%.
2.4.3. Thành phần khoáng vật, hóa học và khả năng hấp phụ của đất
Khoáng vật sét: illit, kaolinit, montmorilonit và clorit, trong đó phổ biến
là illit hoặc kaolinit. Khi đất bị nhiễm phèn, khoáng vật chiếm ưu thế là
kaolinit.
Thành phần hóa học: bùn sét - SiO
2
từ 58,83 66,97%, Al
2
O
3
từ 14,45

16,97%, Fe
2
O
3
từ 4,57  7,57%. Bùn sét pha amQ
2
2-3
, SiO
2
lớn hơn, từ 69,72

- 10 -

 73,86%, Al
2
O
3
thấp hơn từ 11,01  13,10%, Fe
2
O
3
chiếm 3,82  4,44%.
Lượng mất khi nung từ 3,31  8,85%.
Khả năng trao đổi cation: độ pH hầu hết thay đổi từ 3  7 - môi trường
nước lỗ rỗng là trung tính và axit yếu. Bùn sét amQ
2
2-3
có khả năng trao đổi
cation trung bình đến cao, dung lượng trao đổi cation là 21,84 25,86
me/100g đất khô. Bùn sét pha amQ

2
2-3
có khả năng trao đổi cation trung bình,
với dung lượng trao đổi cation là 16,9020,74 me/100g đất khô. Cation trao
đổi chủ yếu là Ca
2+
, Mg
2+
sau đó Na
+
, K
+
, tiếp theo Al
3+
với hàm luợng thấp;
Fe
3+
, Fe
2+
không đáng kể.
Sự thay đổi về thành phần khoáng vật, hàm lượng muối hòa tan, hữu cơ
và một số tính chất cơ lý trong đất bùn sét, bùn sét pha amQ
2
2-3
theo chiều sâu
không rõ ràng.
2.5. Kết quả nghiên cứu đặc điểm kiến trúc, cấu tạo của đất
Kết quả nghiên cứu trên các mẫu lát mỏng theo 2 phương vuông góc và
song song với mặt lớp như sau: kiến trúc của bùn sét chủ yếu là sét - bột, bùn
sét pha là sét - cát. Cấu tạo dạng khối, định hướng yếu. Theo phương vuông

góc với mặt lớp, đất có cấu tạo khối tương đối đồng nhất. Theo phương song
song với mặt lớp, đất có cấu tạo dạng phân lớp nhỏ, có chỗ có những ổ cát
hoặc phân lớp mỏng cát song song, sẽ ảnh hưởng quyết định đến khả năng
thoát nước theo phương ngang.
Chương 3: NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH BIẾN DẠNG VÀ SỨC KHÁNG
CẮT CỦA ĐẤT LOẠI SÉT YẾU amQ
2
2-3

3.1. Đặc điểm chung về tính chất cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2
2-3

Kết quả thống kê các tính chất cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
được
thể hiện ở bảng 3.1.
Bảng 3.1. Thành phần hạt, chỉ tiêu cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
Loại đất Bùn sét Sét, trạng thái dẻo chảy
Khu vực

KV.I KV.II
KV.III-
1
KV III-2 KV. II
KV.
III-1

KV.
III-2
Tiền
Giang
Bến
Tre
Trà
Vinh
Sóc
Trăng
Bạc
Liêu
Cà
Mau
Kiên
Giang
Bến
Tre
Trà
Vinh
Sóc
Trăng
Cà
Mau
Các chỉ tiêu
Chỉ
tiêu
Đơn vị
Xtc
TT

Số mẫu
n
Mẫu
364 480 441 474 421 1519 561 137 6 274 28
Nh.cát 17,6 22,4 20,0 13,8 16,2 14,5 14,2 26,6 25,9 19,4 19,4
Nh.bụi 39,7 39,2 44,5 41,7 34,5 31,5 40,2 26,2 32,5 39,8 36,8
1
Thành
phần
hạt
Nh.sét
P %
42,7 38,4 35,6 44,5 49,3 54,0 45,6 47,2 41,7 40,9 43,8
2 Độ ẩm tự nhiên W % 65,0 56,8 60,4 59,8 70,4 73,7 73,4 50,7 39,8 48,5 48,3
3 KLTT tự nhiên

w

1,58 1,60 1,60 1,61 1,54 1,53 1,54 1,65 1,77 1,70 1,66
4 KLTT khô

c

0,96 1,03 1,01 1,01 0,91 0,88 0,89 1,10 1,26 1,15 1,12
5
Khối lượng
riêng

s


g/cm
3

2,66 2,65 2,65 2,67 2,65 2,66 2,66 2,66 2,69 2,70 2,64
6 Hệ số rỗng e 1,785 1,602 1,660 1,659 1,927 2,020 2,006 1,437 1,130 1,367 1,356
7 Độ lỗ rỗng r 63,7 61,3 62,1 62,1 65,7 61,3 66,5 58,7 52,9 57,6 57,5
8 Độ bão hòa Sr 96,7 94,0 96,5 96,3 96,8 97,0 97,5 93,9 94,6 95,9 93,8
9 Giới hạn chảy W
L

%
57,4 50,1 51,5 57,5 69,9 70,2 68,0 50,8 44,5 51,5 49,4

- 11 -

10 Giới hạn dẻo W
p
30,3 27,1 27,4 27,5 32,3 29,9 31,3 26,4 18,1 23,9 25,6
11 Chỉ số dẻo I
p
27,1 23,0 24,2 30,0 37,6 40,3 36,7 24,4 26,4 27,6 23,8
12 Độ sệt I
s
1,28 1,29 1,37 1,08 1,01 1,09 1,15 0,99 0,82 0,89 0,95
13
Góc ma sát
trong

độ
          

14 Lực dính kết C kPa 8,2 8,2 7,5 7,7 7,5 6,9 5,9 10,7 10,9 10,3 9,7
15 Hệ số nén lún a
1-2
kPa
-1
16,1 12,1 13,8 13,6 19,1 24,0 22,3 11,4 6,9 12,2 14,8
16 SCT quy ước R
0
45 53 53 51 50 47 44 63 69 61 60
17
Mô đun tổng
biến dạng
E
0

kPa
400 430 230 780 610 780 540 940 1860 1170 960
18 Hệ số nén chặt Kd -0,39 -0,47 -0,50 -0,19 -0,12 -0,17 -0,22 -0,16 0,09 0,01 -0,09
Bảng 3.1. Thành phần hạt, chỉ tiêu cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
(tiếp theo)
Loại đất
Bùn sét pha
Sét pha, dẻo
chảy
Cát pha
Khu vực
KV. I KV. II
KV.

III-1
KV. III-2
KV.
II
KV.
III-1
KV.
II
KV.
III-1
Tiền
Giang
Bến
Tre
Trà
Vinh
Sóc
Trăng
Cà
Mau
Kiên
Giang
Bến
Tre
Sóc
Trăng
Bến
Tre,
Trà
Vinh

Sóc
Trăng
Các chỉ tiêu
Kí
hiệu
Đơn vị
Xtc
TT
Số mẫu n mẫu
91 177 54 81 9 45 16 18 18 22
Cát
43,5 34,2 37,2 45,7 37,6 39,8 44,4 56,1 77,4 77,0
Bụi
32,4 38,4 35,3 33,6 35,0 35,7 32,8 26,9 13,8 15,0
1
Thành
phần
hạt
Sét
P %
24,1 27,4 27,5 20,7 27,5 24,5 22,8 17,0 8,8 8,0
2 Độ ẩm tự nhiên
W % 42,5 44,4 45,3 43,8 48,9 48,3 37,3 32,5 27,0 25,0
3 KLTT tự nhiên

w

1,71 1,71 1,71 1,73 1,69 1,64 1,78 1,83 1,89 1,89
4 KLTT khô


c

1,21 1,19 1,18 1,21 1,14 1,11 1,30 1,38 1,49 1,52
5
Khối lượng
riêng

s

g/cm
3

2,67 2,66 2,66 2,68 2,68 2,56 2,68 2,65 2,67 2,67
6 Hệ số rỗng
e 1,228 1,247 1,268 1,240 1,370 1,319 1,062 0,931 0,795 0,761
7 Độ lỗ rỗng
r 54,9 55,3 55,8 55,1 57,2 47,6 51,3 48,0 44,3 43,1
8 Độ bão hòa
Sr 92,6 94,6 94,7 94,9 95,8 93,8 94,0 92,7 90,8 87,7
9 Giới hạn chảy
W
L
36,7 38,0 39,6 41,2 42,3 40,1 38,3 34,5 26,7 26,6
10 Giới hạn dẻo
W
p

%
23,6 24,4 25,8 26,6 27,1 25,0 24,5 22,7 20,9 20,3
11 Chỉ số dẻo

I
p
13,2 13,6 13,8 14,6 15,2 15,1 13,8 11,8 5,8 6,3
12 Độ sệt
I
s
1,44 1,47 1,41 1,18 1,44 1,54 0,93 0,83 1,06 0,75
13
Góc ma sát
trong

độ
         
14 Lực dính kết
C kPa 9,3 8,8 7,4 9,8 8,7 5,9 9,0 8,3 7,2 9,9
15 Hệ số nén lún
a
1-2
kPa
-1
12,1 11,4 8,4 10,2 13,6 10,5 12,7 6,2 3,4 2,4
16 SCT quy ước
R
0
57 53 49 60 53 44 61 59 93 121
17
Mô đun tổng
biến dạng
E
0

kPa
1140 1220 1670 1360 1080 1360 1510 2890 3940
11020

18 Hệ số nén chặt
K
d
-0,78 -0,68 -0,62 -0,35 -0,63 -0,79 -0,11 -0,09 -0,54 -0,29
Trên cơ sở kết quả tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý cho ta thấy, đất loại sét
yếu gồm bùn sét, bùn sét pha, cát pha, sét – sét pha, dẻo chảy nhưng chiếm
nhiều nhất là bùn sét, bùn sét pha, sau đó đến sét, sét pha trạng thái dẻo chảy,
ít gặp cát pha – bùn cát pha.
Tại các khu vực đã phân chia, thành phần hạt của đất yếu có sự khác
biệt. Tại KV.I - chủ yếu bùn sét, bùn sét pha. KV.II và KV.III-1 - đa dạng, từ
bùn sét, bùn sét pha, sét - sét pha dẻo chảy đến cát pha. Còn KV.III-2 - bùn

- 12 -

sét là chủ yếu, ít gặp hơn có bùn sét pha, sét dẻo chảy. Như vậy, các đất cát
pha, sét - sét pha, dẻo chảy gặp hạn chế, chính vì vậy, trong luận án lựa chọn
đối tượng nghiên cứu là bùn sét và bùn sét pha.
Đối với bùn sét: ở KV.III-2, đất có W, e
0
, W
L
, I
p
cao nhất; giữa các tỉnh
Bạc Liêu, Cà Mau và Kiên Giang, đất có các chỉ tiêu cơ lý chênh nhau ít.

KV.II, đất có W, e
0
, W
L
và I
p
thấp nhất. KV.I và KV.III-1, đất có các đặc
trưng cơ lý trung gian giữa hai khu vực trên (bảng 3.1).
3.2. Đặc tính biến dạng - cố kết thấm và từ biến của đất
3.2.1. Cố kết thấm theo phương thẳng đứng
Để nghiên cứu cố kết thấm theo phương thẳng đứng, sử dụng nén cố kết
tiêu chuẩn và nén tốc độ biến dạng không đổi CRS. Kết quả nghiên cứu:
- Độ bền liên kết kiến trúc của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
nhỏ, thay đổi
trong khoảng 5  12kPa ở bùn sét và từ 8  18kPa ở bùn sét pha. Giá trị 
c

nhỏ,

c

47 61kPa ở bùn sét và bằng 51  69kPa ở bùn sét pha. Ở độ sâu
nhỏ, do ảnh hưởng của muối hóa khi mao dẫn và các quá trình địa hóa khác
nhau mà OCR vẫn có các giá trị lớn hơn 1.
- Đất thuộc dạng bị nén lún mạnh. Bùn sét, đôi chỗ lẫn sét, trạng thái
chảy bị nén lún nhiều hơn,
c
C

biến đổi trong phạm vi rộng, thay đổi từ 0,464
0,777; KV.III-2 đất bị nén lún mạnh nhất,
c
C
lần lượt từ 1,121,50 lần so
với
c
C
của bùn sét ở các KV.I, KV.II và KV. III-1. Bùn sét pha bị nén lún ít
hơn,
c
C
thay đổi từ 0,253 0,396. Đặc trưng các giá trị
c
C
,
r
C
tại các KV.I,
KV.II, KV.III-1, KV.III-2 lần lượt là 0,714 và 0,087; 0,464  0,536 và
0,0710,075; 0,619 và 0,095; 0,710  0,777 và 0,102 0,153.
- Các yếu tố ảnh hưởng: C
c
có quan hệ với hàm lượng muối dễ hòa tan
(M) và hữu cơ (HC) trong đất. Khi HC tăng thì W
L
, C
c
tăng. Khi M tăng, ban
đầu W

L
và C
c
tăng đến một giá trị nào đó, sau đó giảm.
C
c
chịu chi phối bởi nhiều yếu tố thể hiện trong phương trình tương
quan nhiều chiều giữa C
c
với các thông số W, 
c
, W
L
, M và HC trong đất. Kết
quả thiết lập trên phần mềm tính toán SPSS.
C
c
= (W)
-0,851
(
c
)
-2,557
(W
L
)
0,715
(M)
-0,023
(HC)

-0,001
, với  = 0,946, thuộc
tương quan rất chặt, chứng tỏ chúng liên quan chặt chẽ với nhau.
- Khả năng thoát nước và các yếu tố ảnh hưởng: C
v
thay đổi theo cấp áp
lực tác dụng. Khi e giảm cùng với sự tăng của áp lực hữu hiệu thẳng đứng ở
giai đoạn quá cố kết, hệ số thấm và hệ số nén thể tích giảm nhanh, dẫn đến c
v

giảm dần.
Đối với bùn sét: tại KV.III-2,
)(NCV
C
thay đổi từ 0,21  0,45.10
-3
cm
2
/s;
KV.II,
)( NCV
C
thay đổi từ 0,60  0,79.10
-3
cm
2
/s; ở KV.III-1,
)(NCV
C

khoảng
0,51.10
-3
cm
2
/s và ở KV.I,
)( NCV
C
khoảng 0,45.10
-3
cm
2
/s. Như vậy,
)(NCV
C
tại
KV.I lớn hơn 1,34 lần; KV.II, lớn hơn 2,01 lần và KV. III-1 lớn hơn 1,51 lần

- 13 -

so với
)(NCV
C
của đất bùn sét tại KV. III-2. Từ đây cho thấy, khả năng thoát
nước khi xử lý nền bằng thiết bị tiêu thoát nước thẳng đứng cho bùn sét tại
KV.III-2 là kém nhất, thời gian ổn định cố kết của đất nền là lâu nhất.
C
v
(NC) bị chi phối bởi nhiều yếu tố như W
L

, HC, M. Khi W
L
tăng thì
C
v
(NC) giảm. HC tăng, cùng mức độ phân hủy hữu cơ gần như hoàn toàn,
C
v
(NC) có xu hướng giảm. C
v
cũng giảm khi M tăng (cụ thể đến 1,09% đối
với bùn sét ở Long Phú – KV.III-1), sau đó hàm lượng muối tiếp tục tăng thì
C
v
(NC) lại tăng.
3.2.2.Cố kết thấm theo phương ngang
3.2.2.1.Các phương pháp xác định
Luận án sử dụng nhiều phương pháp nghiên cứu. Trong phòng gồm các
thí nghiệm: cố kết hướng tâm kiểu hộp nén Rowes (PP1), hộp nén CRS - R
với đường thoát nước hướng tâm (PP2); ngoài trời gồm: thí nghiệm tiêu tán
áp lực nước lỗ rỗng bằng thiết bị CPTU (PP3), phân tích bài toán ngược theo
kết quả quan trắc độ lún ngoài hiện trường (PP4).
Trong đó, PP1 và PP3 được so sánh với nhau tại Long Phú - KV.III-1
và được tiến hành trong bùn sét và bùn sét pha ở nhiều vị trí khác nhau tại 4
khu vực. Bài toán phân tích ngược sử dụng tài liệu quan trắc độ lún của nền
xử lý bằng bấc thấm tại Long Phú – KV.III-1. So sánh giữa hai thiết bị trong
phòng (PP1 và PP2) được thực hiện với các mẫu lấy tại các địa điểm là QL63
– TP. Cà Mau và Ngọc Hiển - KV.III-2 và thị xã Sóc Trăng – KV.III-1.
3.2.2.2. Kết quả xác định
- Hệ số cố kết theo phương ngang (C

h
) xác định PP3 (CPTu) bằng
0,391,98 lần c
h

(TNTP)
theo PP1, giá trị trung bình bằng 1,14 lần c
h(TNTP)
. Tỷ số
c
h
/c
v
thay đổi từ 1,70  6,58 (CPTu) và thay đổi từ 1,39  4,48 (TNTP). Tỷ số
c
h
/c
v(CPTu)
bằng 1,09 lần c
h
/c
v(TNTP)
.
- Kết quả so sánh c
h
tính theo quan trắc lún mặt bằng 0,89 1,18 lần c
h
(TNTP), còn c
h
tính theo kết quả quan trắn lún sâu bằng 0,98 1,24 lần c

h
(TNTP).
- M và HC có quan hệ với c
h
, với tương quan kém chặt.
- Đối với bùn sét, xếp các khu vực theo thứ tự giảm dần của C
h
ta có:
KV.II (C
h
thay đổi từ 1,39  51,22m
2
/năm), KV. III-1(C
h
thay đổi từ 1,27 
30,48m
2
/năm), KV.III-2 (C
h
thay đổi từ 2,37 18,51m
2
/năm) và cuối cùng là
KV.I (C
h
thay đổi từ 2,00  15,88m
2
/năm). Điều này có thể do tính bất đồng
nhất theo phương ngang tăng dần từ KV.I, KV.III-2, KV.III-1 và KV.II.
- Đối với bùn sét pha, tương tự như trên có: KV.II (C
h

thay đổi từ 3,56
- 30,49m
2
/năm), còn KV.III-1 (C
h
thay đổi từ 2,34  23,60m
2
/năm). Điều này
cũng cho thấy: tính bất đồng nhất theo phương ngang của KV.II là lớn hơn.
Hệ số cố kết theo hai phương chênh nhau khá rõ ràng ở các cấp áp lực.
Ở giai đoạn cố kết thông thường, tỷ số C
h
/C
v
thay đổi:

- 14 -

- Đối với bùn sét : theo thứ tự thay đổi trong phạm vị hẹp dần KV.II
(C
h
/C
v(TNTP)
thay đổi từ 1,47 10,59, C
h
/C
v(CPTu)
từ 1,93  11,30); KV.III-1
(C
h

/C
v(TNTP)
từ 1,35 6,49, C
h
/C
v(CPTu)
từ 1,40  7,08); KV.III-2 (C
h
/C
v(TNTP)
từ
2,02 5,98, C
h
/C
v(CPTu)
từ 4,31  10,71); KV.I (C
h
/C
v(TNTP)
từ 1,64 4,05 và
C
h
/C
v(CPTu)
từ 2,29  3,37). Điều này cho thấy, đất có tính dị hướng giảm dần
theo thứ tự: KV.II, KV.III-1, KV.III-2 và cuối cùng là KV.I.
- Đối với bùn sét pha amQ
2
2-3
, tương tự như trên có: KV.II, C

h
/C
v
= 1,35
3,12; KV.III-1, C
h
/C
v
=3,13 5,91. Bùn sét pha ở KV.I có C
h
/C
v
là 4,94 
5,50 (CPTu). Thể hiện đất tại KV.III-1 có tính dị hướng cao hơn do có chứa
các vật chất hữu cơ và kẹp cát.
3.2.3. Tính từ biến của đất yếu (hệ số cố nén thứ cấp)
Bùn sét: giá trị C

thay đổi từ 0,010  0,063 ở giai đoạn cố kết thông
thường. Lượng lún từ biến chiếm khoảng 16,5  48,7% tổng độ lún tùy theo
cấp áp lực tác dụng.
Bùn sét pha: ở giai đoạn cố kết thông thường, C

thay đổi từ
0,00460,0215. Lượng lún từ biến chiếm khoảng 18,6 38,9% tổng độ lún
tùy theo cấp áp lực tác dụng.
C

phụ thuộc vào 5 thông số W, W
L

, W
p
, C
c
, tỷ số ’/ 
c
theo phương
trình C

W)
-0.660
.W
L
)
-0.165
.W
P
)
0.096
.C
c
)
1.279
’/ 
c
)
-0.093
với tỷ số tương
quan 

= 0,9077, thể hiện mức độ tương quan rất chặt và C

phụ thuộc chặt
chẽ vào các thông số trong phương trình tương quan.
3.3. Các đặc trưng về sức kháng cắt của đất
Sức kháng cắt không thoát nước(S
u
):
Theo kết quả thí nghiệm trong phòng: bùn sét ở bốn khu vực có giá trị
S
u
khác nhau. KV.II có S
u
lớn nhất; KV.III-2 có S
u
nhỏ nhất. S
u
có mối quan
hệ với W
L
và 
c
của đất. S
u
còn bị ảnh hưởng bởi hàm lượng hữu cơ (HC) và
muối dễ hòa tan (M) trong đất. Khi M tăng (đến 1,48%), sức kháng cắt có xu
hướng giảm, sau đó M tăng thì S
u
tăng (Long Phú – KV.III-1). Mức độ tăng
giảm không nhiều, chỉ từ 1,08  1,28 lần so với giá trị S

u
nhỏ nhất. C
u
, 
u
có
xu hướng giảm khi HC tăng. Các giá trị trung bình trị của C
u
, 
u
ở các KV.I,
KV.II, KV.III-1 và KV.III-2 lần lượt là: 12,9kPa và 1
0
16’; 13,015,3kPa và
1
0
02’1
0
21’; 11,2kPa và 1
0
11’; 10,412,1kPa và 0
0
46’1
0
17’.
Theo kết quả thí nghiệm cắt cánh hiện trường, khi xét sự thay đổi S
u

theo độ sâu: tại TP.Mỹ Tho - KV.I, S
u

thay đổi từ 16,1  25,3kPa; tại Châu
Thành - Trà Vinh, Mỏ Cày - Bến Tre ở KV.II, S
u
thay đổi từ 11,1  43,1kPa.
Tại Long Phú, KV.III-1, S
u
từ 8,3  39,8kPa. Tại Phước Long, TP. Cà Mau,
Trần Văn Thời, Ngọc Hiển, Năm Căn, KV.III-2, S
u
từ 3,6kPa  34,8kPa.
Giá trị S
u
/σ’
vo
giảm dần theo chiều sâu. Tại KV. I, S
u
/σ’
vo
trung bình
bằng 0,32; KV. II bằng 0,29 ÷ 0,41; KV.III-1, S
u
/σ’
vo
bằng 0,21; KV.III-2,
S
u
/σ’
vo

từ 0,19 ÷ 0,33. Ở các độ sâu nhỏ, S

u
/σ’
vo
thay đổi từ 0,44 ÷ 2,47.

- 15 -

Sức kháng cắt có hiệu: bùn sét, bùn sét pha có các đặc trưng ’ và C’
lần lượt là 19
0
26’  24
0
00’, 9,1 15,6kPa; 24
0
27’31
0
48’, 5,6 14,5kPa. Khi
hàm lượng nhóm hạt sét và I
p
tăng, ’ giảm và C’ tăng.
Chương 4: KIẾN NGHỊ SỬ DỤNG CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
TRONG XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG
4.1. Đặt vấn đề
Nghiên cứu đặc tính ĐCCT các đất loại sét yếu amQ
2
2-3
ở các tỉnh ven biển
ĐBSCL đã làm sáng tỏ được: đặc điểm cấu trúc địa chất vùng nói chung, tầng
trầm tích amQ
2

2-3
nói riêng, đặc điểm về sự thành tạo cũng như vị trí tồn tại của
tầng trầm tích amQ
2
2-3
, thành phần và tính chất cơ lý của các đất loại sét yếu
amQ
2
2-3
. Kết quả cho thấy: đặc điểm phân bố, chiều dày, thành phần (nhiễm mặn,
phèn, hữu cơ,…) và tính chất cơ lý của đất yếu amQ
2
2-3
biến đổi rất phức tạp. Như
vậy, để kiến nghị sử dụng các kết quả nghiên cứu trong xử lý nền đường cần phải
phân chia cấu trúc nền kết hợp với kết quả nghiên cứu tính chất xây dựng của đất.
Đó là cơ sở để đề xuất các giải pháp xử lý nền có thể áp dụng và kiến nghị sử
dụng các chỉ tiêu cơ lý trong thiết kế xử lý trong xây dựng đường.
4.2. Các vấn đề về khảo sát ĐCCT và lựa chọn các biện pháp xử lý nền
đường
4.2.1. Các kiểu cấu trúc nền đặc trưng có phân bố đất loại sét yếu amQ
2
2-3
4.2.1.1. Nguyên tắc phân chia
Cấu trúc nền (CTN) biểu thị quan hệ sắp xếp không gian cùng với đặc
điểm thành phần, cấu trúc và tính chất ĐCCT của các lớp đất nằm trong
phạm vi ảnh hưởng của công trình đường giao thông.
- Kiểu: được phân chia dựa vào vị trí phân bố trong không gian của đất
loại sét yếu amQ
2

2-3
.
Kiểu I: đất loại sét yếu amQ
2
2-3
nằm ngay trên mặt bị nhiễm muối hòa
tan, một số nơi nhiễm phèn, nhiễm muối - phèn và chứa hữu cơ.
Kiểu II: đất loại sét yếu amQ
2
2-3
nằm phía dưới lớp đất có đặc trưng cơ
học tốt hơn. Đất yếu có nơi nhiễm muối dễ hòa tan, có chứa hữu cơ.
- Phụ kiểu: được phân dựa vào bề dày của tầng đất yếu, sử dụng cho tất
cả các kiểu. Gồm các phụ kiểu:
Phụ kiểu A: đất yếu có bề dày nhỏ hơn 5m;
Phụ kiểu B: đất yếu có bề dày từ 5 đến 10m;
Phụ kiểu C: đất yếu có bề dày lớn hơn 10m.
Chiều sâu phân chia cấu trúc nền đến lớp đất (m,am)Q
2
1-2
hoặc mQ
1
3
.
Theo các nguyên tắc trên, trong phạm vi nghiên cứu có 2 kiểu, 5 phụ
kiểu cấu trúc nền (bảng 4.2).
4.2.1.2. Các kiểu cấu trúc nền đặc trưng
Bảng 4.2. Các phụ kiểu cấu trúc nền đặc trưng
Khu vực Các phụ kiểu cấu trúc nền
KV.I (Bắc sông Tiền) I.A, I.B, I.C, II.B, II.C

- 16 -

KV.II (Giữa hai sông) I.A, I.C, II.B, II.C
KV.III -1 (Sóc Trăng) I.B, I.C, II.C
Bạc Liêu I.C, II.C
Cà Mau I.C
KV.III-2 (Bán
đảo Cà Mau)
Kiên Giang I.A, I.B, I.C, II.B
4.2.2. Vấn đề khảo sát ĐCCT phục vụ cho thiết kế xử lý nền đường
- Khi khảo sát ĐCCT ở giai đoạn đầu, kiến nghị chủ yếu dựa vào tài
liệu tham khảo mang tính khu vực. Sử dụng các quy luật, tương quan đã lập
về các tính chất cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
.
- Khảo sát ĐCCT ở giai đoạn thiết kế cơ sở: nghiên cứu ĐCCT phải đủ
để luận chứng chọn giải pháp xử lý nền đất yếu, các nghiên cứu tính chất cơ
lý của đất phải thích ứng với 2 – 3 giải pháp xử lý nền. Cần đặc biệt phải chú
ý tới thành phần của đất như: thành phần hạt, HC, M, độ pH của đất, những
thông tin này kết hợp với địa tầng góp phần luận chứng tốt cho việc lựa chọn
giải pháp xử lý nền đất yếu hợp lý và lập đề cương khảo sát ĐCCT chi tiết.
- Ở giai đoạn khảo sát ĐCCT chi tiết: ngoài những thông tin bình
thường cần thu thập (như Tiêu chuẩn đã quy định), có thể cần làm sáng tỏ
thêm về thành phần của đất bằng cách lấy và thí nghiệm bổ sung (HC, M, các
đặc trưng trao đổi hấp phụ, độ pH). Các chỉ tiêu cơ lý phải nghiên cứu chi tiết
và chuyên sâu theo hướng xử lý nền đã lựa chọn, cần thiết phải tham khảo tài
liệu khu vực đã có để khẳng định chất lượng tài liệu thu được. Tất cả các tài
liệu thu được ở giai đoạn này phải đủ độ tin cậy sử dụng cho thiết kế để tránh

lãng phí trong xây dựng.
4.2.3. Kiến nghị các giải pháp xử lý nền đường đất yếu
4.2.3.1. Đặc điểm công tác thiết kế xử lý nền đất yếu ở vùng ĐBSCL
Ở ĐBSCL đã xây dựng nhiều tuyến đường có quy mô đắp thấp (nhỏ
hơn 3m) đến đắp cao (lớn hơn 5m), hầu như toàn bộ các tuyến đường đều đắp
trên nền đất yếu. Chính vì vậy, các giải pháp xử lý như đào thay thế một phần
hoặc toàn bộ đất yếu, giếng cát, bấc thấm hay sàn giảm tải đã được áp dụng.
Tuy nhiên, một số dự án dù đã xử lý nền đất yếu nhưng vẫn gây ra các vấn đề
mất ổn định trượt và lún nền đường đắp.
4.2.3.2.Phân tích và lựa chọn các giải pháp xử lý nền đường
Từ các kết quả nghiên cứu đặc trưng về cố kết, sức kháng cắt của đất
loại sét yếu amQ
2
2-3
có thể đưa ra dự báo về thời gian cố kết, độ lún từ biến,
chiều cao nền đắp ổn định của nền đường trong vùng nghiên cứu (bảng 4.4,
4.5).
Bảng 4.4. Kết quả dự báo thời gian nền đạt được độ cố kết 90% và chiều cao giới
hạn nền đường đắp ổn định
Thời gian để đạt được độ cố kết
90%, năm
Chiều cao đắp trực tiếp đoạn
nền đường đắp thông thường,m
Cấp đường đồng bằng
Loại
đất
Khu vực
Phụ kiểu
cấu trúc
nền

Bề dày lớp
đất yếu
TB Max Min
Cao tốc, I,II,III IV,V,VI
I.A <5m 16,3 50,2 8,2 1,4 1,4
I.B 5-10m 65,3 200,7 32,6 0,8 1,3
Bùn
sét
KV.I
I.C >10m 261,1 802,6 130,6 0,6 1,1

- 17 -

II.B 5-10m 83,9 232,5 46,2 0,9 1,3
II.C >10m 297,2 865,1 156,5 0,7 1,3
I.A <5m 10,5 28,4 3,2 1,8 1,8
I.C >10m 167,5 453,7 51,5 0,7 1,3
II.B 5-10m 57,1 137,6 21,8 1,1 1,6
KV.II
II.C >10m 196,7 501,0 68,2 0,8 1,4
I.B 5-10m 63,3 65,3 23,0 0,9 1,2
I.C >10m 253,3 261,1 92,1 0,5 1,1
KV.III-1
II.C >10m 288,9 175,0 114,0 0,8 1,4
I.A <5m 19,8 64,2 7,2 1,3 1,3
I.B 5-10m 79,0 256,7 28,6 0,8 1,2
I.C >10m 316,1 1026,8 114,5 0,5 0,9
II.B 5-10m 99,4 292,5 41,4 0,9 1,3
KV.III-2
II.C >10m 355,7 1097,3 138,8 0,7 1,2

I.A <5m 7,6 28,6 2,4 2,2 2,4
I.B 5-10m 30,5 114,6 9,5 1,6 1,9
I.C >10m 122,1 458,3 38,1 1,0 1,7
II.B 5-10m 43,7 138,9 17,4 1,7 2,9
Bùn
sét
pha
Các tỉnh
ven biển
ĐBSCL
II.C >10m 147,2 505,7 52,6 1,2 2,4
Bảng 4.5. Độ lún từ biến dự báo ứng với các kiểu cấu trúc nền khác nhau
Độ lún từ biến, cm,ứng với thời gian tồn tại
công trình 30 năm
Loại đất Khu vực
Phụ kiểu cấu
trúc nền
Bề dày lớp đất
yếu
TB Max Min
I.A <5m 4,38 7,31 2,86
I.B,II.B 5-10m 8,76 14,62 5,71
I.C,II.C 10-20m 17,52 29,23 11,42
KV.I
I.C,II.C đến 30m 26,28 43,85 17,13
I.A <5m 3,91 4,67 2,05
II.B 5-10m 7,82 9,34 4,09
I.C,II.C 10-20m 15,64 18,68 8,19
KV.II
I.C,II.C đến 30m 23,45 28,02 12,28

I.B 5-10m 8,55 10,89 5,17
I.C,II.C 10-20m 17,09 21,78 10,34
KV.III-1
I.C,II.C đến 30m 25,64 32,67 15,52
I.A <5m 4,42 5,45 8,06
I.B,II.B 5-10m 8,85 10,90 16,13
I.C,II.C 10-20m 17,69 21,79 32,26
Bùn sét
KV.III-2
I.C,II.C đến 30m 26,54 32,69 48,39
I.A <5m 2,38 3,43 1,35
I.B,II.B 5-10m 4,76 6,87 2,70
I.C,II.C 10-20m 9,52 13,74 5,40
Bùn sét pha
Các tỉnh ven
biển ĐBSCL
I.C,II.C đến 30m 14,28 20,60 8,10
Căn cứ vào các kết quả nghiên cứu về cấu trúc nền đất và thành phần,
tính chất của đất loại sét yếu amQ
2
2 -3
(theo những tính toán dự báo ở bảng
4.4, 4.5) kết hợp với kinh nghiệm đã xử lý ở vùng ĐBSCL và trên thế giới, sẽ
phân tích và đề xuất các giải pháp xử lý nền đường theo cấp đường và các
kiểu, phụ kiểu cấu trúc nền như sau:
- Các đường cấp IV, V (cấp kỹ thuật 40 và 20) có tốc độ tính toán 40 và
20km/h, các đường giao thông nông thôn, liên thôn, liên xã, nếu đường có
khối đắp nhỏ hơn chiều cao giới hạn tính toán (bảng 4.4), không cần phải xử
lý. Trong trường hợp phải xử lý: nếu đất loại sét yếu amQ
2-3

phân bố ngay
trên mặt, có thể sử dụng biện pháp thay thế hoặc cải tạo nông. Biện pháp cải

- 18 -

tạo nông, cần lưu ý đến sự ảnh hưởng của M, P và HC đến khả năng cải tạo
bằng xi măng hoặc sử dụng xi măng kết hợp với phụ gia.
- Các đường cấp I, II, III, đường cao tốc: trường hợp đường đắp có khối
đắp nhỏ hơn chiều cao đắp giới hạn (bảng 4.4), không cần phải xử lý. Nếu
vượt quá giới hạn chiều cao đắp này, tùy thuộc vào việc kiểm toán ổn định và
dự báo độ lún, xây dựng ở mỗi đơn vị cấu trúc nền mà xử lý bằng các biện
pháp khác nhau.
* Về vấn đề cải tạo đất bằng phương pháp trộn vôi, xi măng và cọc đất -
vôi, đất - xi măng. Do đất yếu bị nhiễm M và phèn (P), chứa HC với mức độ
khác nhau, nên cần:
- Đánh giá mức độ ảnh hưởng của P, HC và M đến hiệu quả của
phương pháp cải tạo (cải tạo được hay không bằng phương pháp này, mức độ
thuận lợi, tìm các biện pháp để khắc phục hạn chế bằng kết hợp sử dụng với
phụ gia, ….);
- Các tác động, sự biến đổi của môi trường (bị xâm nhập mặn) tới giải
pháp cải tạo;
- Nghiên cứu độ bền và độ biến dạng của hỗn hợp gia cố Đ+XM với các
loại đất có thành phần (M, P, HC) khác nhau. Cụ thể:
+ Kết quả nghiên cứu sơ bộ ảnh hưởng của M, P (độ pH, SO
3
), H:
- Đất ban đầu có độ pH > 4,5 chuyển sang đất có độ pH = 3,54,5, R
n

và E giảm 9,6 21,7% và giảm xuống 24,2 37,4% khi độ pH <3,5. Gia cố

đất với các hàm lượng xi măng khác nhau, R
n
và E
đh
đều giảm khi độ pH
giảm, đặc biệt khi độ pH giảm < 3,5.
- q
u
, E
50
hỗn hợp Đ-XM đều suy giảm khi M trong đất tăng, đặc biệt khi
M> 1% .
- Đất có HC là 2%, 6% và 10%, khi gia cố bằng xi măng, q
u
28
giảm lần
lượt là 450, 360, 165kPa; E
50
28
giảm lần lượt là 35000, 28700,12000kPa.
+ Kết quả nghiên cứu sự ảnh hưởng của điều kiện môi trường bảo
dưỡng: có sự suy giảm rõ rệt về q
u
và E
50
môi trường bảo dưỡng tự nhiên
sang lợ và mặn. Khi hỗn hợp gia cố được bảo dưỡng trong điều kiện nước lợ
thì q
u
, E

50
giảm 13,5 34,8%. Còn nếu sang môi trường nước biển thì q
u
, E
50

giảm 17,8 39,4% so với điều kiện không bị lợ và mặn.
+ Khả năng cải tạo các đất loại sét yếu có thành phần M, P, HC khác
nhau bằng xi măng: R
n
, E
đh
của bùn sét không bị nhiễm M - P cao nhất. Đất
nhiễm M (BS-M), R
n
, E
đh
giảm 5060% và nhiễm P (BS - P), R
n
và E giảm
khoảng 3040%. Nhiễm M và P (BS - M - P), R
n
và E giảm 57- 65%. Đối với
cải tạo sâu, bùn sét không nhiễm M - P hoặc nhiễm M ít có q
u
, E
50
lớn nhất.
Còn đất nhiễm M, P và nhiễm M-P cho kết quả cải tạo thấp. Bùn sét pha cho
kết quả cải tạo lớn hơn bùn sét amQ

2
2-3
.
Qua kết quả nghiên cứu, đất loại sét yếu chứa HC > 5%, đất nhiễm P
hoặc đất chứa M > 1%, gây bất lợi tới việc cải tạo bằng xi măng.

- 19 -

* Sử dụng thiết bị tiêu thoát nước thẳng đứng: chú ý đến chiều sâu làm
việc hiệu quả của bấc thấm và giếng cát. Trường hợp bề dày đất yếu lớn, ở
các phụ kiểu I.C, II.C (trầm tích amQ
2
2-3
và trầm tích có nguồn gốc khác nằm
ở phía trên và dưới đều là đất yếu), nếu cắm với chiều sâu lớn và tải trọng
khối đắp lớn (đắp với độ cao lớn) sẽ làm gia tăng lượng lún, có thể gây gập
xoắn bấc thấm. Các trường hợp đất loại sét yếu amQ
2
2-3
chứa hữu cơ (một số
nơi đến 10%) ở KV.I - bắc sông Tiền, KV.III-2 - bán đảo Cà Mau hoặc với
các phụ kiểu cấu trúc nền có bề dày đất yếu lớn, lượng lún từ biến của đất lớn
(bảng 4.5) sẽ làm giảm hiệu quả thoát nước của thiết bị tiêu thoát nước thẳng
đứng. Khi thiết kế cần đề cập đến lượng lún này và sử dụng biện pháp gia tải
trước (gia tải để bù cho độ lún từ biến, Johnson,1970). Tại KV.II, KV.III-1, ở
các phụ kiểu I.C hoặc II.C có gặp đất yếu amQ
2
2-3
kẹp các thấu kính cát, chứa
nước có áp cục bộ, làm giảm hiệu quả làm việc của bấc thấm. Tại các tỉnh ven

biển ĐBSCL, ở các phụ kiểu I.B, I.C chiều sâu mực nước ngầm nằm nông sẽ
gây khó khăn cho công tác thoát nước trong quá trình thi công. Các phụ kiểu
II.B hoặc II.C, đất sét, dẻo cứng bề dày mỏng (≤ 2 m) nằm phía trên, thiết kế
tải trọng gia tải phải đủ lớn để phá vỡ độ bền liên kết kiến trúc của đất này.
* Sử dụng cọc vật liệu rời (cọc cát truyền thống): tại các vị trí thuộc
KV.III-2 (bán đảo Cà Mau) và một số nơi thuộc KV.I (bắc sông Tiền), các
phụ kiểu I.C, II.C, hàm lượng hạt sét, bụi cao, chiều dày đất yếu lớn, việc làm
chặt bằng cọc cát không hiệu quả, mực nước ngầm cao, thi công sẽ khó khăn.
Trên cơ sở những phân tích, đề xuất các giải pháp xử lý nền đường ở
bảng 4.6a, 4.6b.
Bảng 4.6a. Các giải pháp cải tạo nền đường
Giải pháp xử lý nền đất yếu Phạm vi áp dụng
Các giải pháp xử lý nền đường thích hợp
Thay thế toàn bộ đất yếu hoặc thay
thế một phần
Phụ kiểu I.A
Gia cố nông bằng chất kết dính vô cơ
Các phụ kiểu cấu trúc nền khác nhau khi đất không bị nhiễm muối - phèn,
nhiễm muối ít (BS - Mi, BSF - Mi);
Bấc thấm ( kết hợp gia tải trước, kết
hợp gia tải và hút chân không).
Các phụ kiểu I.C, II.C hoặc I.B, II.B.
Cọc đất xi măng
- Phụ kiểu I.B, II.B, đất yếu bị nhiễm muối ít (BS - Mi, BSF- Mi) và
không nhiễm muối - phèn
- Phụ kiểu I.C, II.C đất yếu bị nhiễm muối ít (BS - Mi, BSF- Mi và không
nhiễm muối - phèn .
Các giải pháp xử lý nền đường có thể áp dụng
Cọc vật liệu rời (cọc cát truyền
thống)

- Phụ kiểu II.B, I.B ở các đoạn dẫn đầu cầu với chiều cao nền đắp lớn.
Cọc cát đầm, giếng cát - Phụ kiểu I.C, II.C ở các đoạn dẫn đầu cầu với chiều cao nền đắp lớn.
Bảng 4.6b. Các giải pháp cải tạo nền đường ứng với các khu vực khác nhau thuộc
các tỉnh ven biển ĐBSCL
Khu vực
Phụ kiểu cấu trúc
nền
Giải pháp xử lý nền đất yếu
I.A Thay thế toàn bộ đất yếu hoặc thay thế một phần
I.B, II.B
- Cọc đất xi măng. Cọc cát ở các đoạn đường dẫn đầu cầu;
- Bấc thấm (kết hợp gia tải trước, kết hợp gia tải và hút chân không).
KV.I (bắc sông
Tiền)
I.C, II.C - Bấc thấm (kết hợp gia tải trước, kết hợp gia tải và hút chân không).

- 20 -

- Giếng cát, cọc cát đầm ở đoạn dẫn đầu cầu với chiều cao nền đắp lớn.
I.A Thay thế toàn bộ đất yếu hoặc thay thế một phần
II.B
- Cọc đất xi măng. Cọc cát ở các đoạn đường dẫn đầu cầu;
- Bấc thấm (kết hợp gia tải trước, kết hợp gia tải và hút chân không).
KV.II (giữa hai
sông)
I.C, II.C
- Bấc thấm (kết hợp gia tải trước, kết hợp gia tải và hút chân không).
- Giếng cát, cọc cát đầm ở đoạn dẫn đầu cầu với chiều cao nền đắp lớn.
I.B Bấc thấm (kết hợp gia tải trước, kết hợp gia tải và hút chân không).
KV.III-1 (Sóc

Trăng)
I.C, II.C
- Bấc thấm ( kết hợp gia tải trước, kết hợp gia tải và hút chân không).
- Giếng cát, cọc cát đầm ở các đoạn dẫn đầu cầu với chiều cao nền đắp
lớn.
Bạc
Liêu
I.C, II.C
- Bấc thấm (kết hợp gia tải trước, kết hợp gia tải và hút chân không).
- Giếng cát, cọc cát đầm ở các đoạn đường dẫn đầu cầu với chiều cao
nền đắp lớn.
Cà
Mau
I.C
- Bấc thấm (kết hợp gia tải trước, kết hợp gia tải và hút chân không).
- Giếng cát, cọc cát đầm ở các đoạn dẫn đường đầu cầu với chiều cao
nền đắp lớn.
I.A Thay thế toàn bộ đất yếu hoặc thay thế một phần
KV.III-2
(bán đảo
Cà Mau)
Kiên
Giang
I.B, I.C, II.B
Bấc thấm (kết hợp gia tải trước, kết hợp gia tải và hút chân không).
- Giếng cát, cọc cát đầm ở các đoạn đường dẫn đầu cầu với chiều cao
nền đắp lớn.
4.3. Kiến nghị sử dụng các chỉ tiêu cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2
2-3

trong
thiết kế xử lý
4.3.1. Đối với giải pháp thiết bị tiêu thoát nước thẳng đứng
Các đặc trưng về hệ số cố kết của bùn sét và bùn sét pha amQ
2
2-3
được
kiến nghị tham khảo sử dụng được trình bày ở bảng 4.7.
Bảng 4.7. Kiến nghị các thông số c
h
, c
v
và tỷ số c
h
/c
v
của đất
Loại đất Bùn sét

Bùn sét pha
KV. III-2
Các tỉnh ven biển
ĐBSCL Khu vực KV. I KV. II
KV.
III-1
(1) (2)
TB 1,29 2,00 1,33 1,06 0,55 2,75 1,19
Max 2,57 6,52 3,65 2,93 0,79 8,82 2,79
Hệ số cố kết thẳng
đứng, c

v,
m
2
/năm
Min 0,42 0,74 0,41 0,33 0,37 0,73 0,63
TB 2,92 5,60 5,09 3,52 2,40 3,98 4,84
Max 4,04 12,55 9,41 5,98 3,19 17,90 10,85
Hệ số cố kết theo
phương ngang, c
h
,
m
2
/năm
Min 2,00 1,58 2,46 2,37 1,28 3,09 2,34
TB 2,87 3,01 3,72 3,87 4,35 2,52 4,26
Max 4,05 6,32 6,09 5,98 5,96 3,12 5,91
Tỷ số c
h
/c
v

Min 1,64 1,47 1,35 2,02 2,46 1,35 3,13
Ghi chú: (1) đất bùn sét chứa hữu cơ phân hủy kém; (3) bùn sét pha đôi chỗ kẹp cát, lẫn hữu cơ.
Các đặc trưng về biến dạng và lịch sử chịu tải được kiến nghị tham
khảo sử dụng được thể hiện ở bảng 4.8.
Bảng 4.8. Kiến nghị các thông số biến dạng và lịch sử chịu tải

của đất
Loại đất Bùn sét Bùn sét pha

Khu vực KV. I KV. II KV. III -1 KV. III-2
Các tỉnh ven biển
ĐBSCL
1,55 1,60 1,59 1,54 1,74
Khối lượng thể tích, ,
g/cm
3

1,431,66 1,511,65 1,511,67 1,431,67 1,621,82
1,952 1,724 1,775 2,015 1,201
Hệ số rỗng, e
1,5482,727 1,5092,143 1,5092,154 1,5022,704 1,0081,515
51 54 50 49 56
Áp lực tiền cố kết (
c
), kPa

3072 2080 3196 1699 2685
0,714 0,587 0,619 0,753 0,308
Chỉ số nén, C
c

0,4021,505 0,3550,811 0,3390,897 0,3201,140 0,1590,508
Chỉ số nở, C
r
0,091 0,082 0,113 0,144 0,050

- 21 -

0,0200,143 0,0270,209 0,0500,260 0,0440,299 0,0170,113

Tỷ số C

/C
c

0,0362 0,0383 0,0354 0,034
Ghi chú: Các đặc trưng lần lượt là giá trị TB, Min, Max
Các đặc trưng về sức kháng cắt được kiến nghị tham khảo sử dụng được
thể hiện ở bảng 4.9.
Bảng 4.9. Kiến nghị các thông số sức kháng cắt

của đất
Loại đất Bùn sét Bùn sét pha
Khu vực KV. I KV. II KV. III-1 KV. III-2
Các tỉnh ven biển
ĐBSCL
12,9 14,5 11,2 10,7 16,1
C
u
, kPa
6,924,4 7,526,7 4,720,3 5,022,8 8,928,0
    
Sức kháng cắt
không thoát
nước (nén ba
trục sơ đồ
UU)

u
, độ

    
17,1 12,7 13,2 11,8 14,6
C
cu
, kPa

8,427,8 5,921,5 5,020,0 4,728,6 4,622,3
11°12' 13°25' 13°43' 13°08' 15°18'

cu,
độ
8°00'16°21' 8°11'16°40' 9°26'17°46' 7°59'17°52' 8°32'25°38'
15,6 0,096 0,114 0,101 0,117
C', kPa
4,525,6 2,914,0 3,018,0 3,925,2 4,521,6
21°29' 23°42' 22°41' 22°57' 26°01'
Nén ba trục
sơ đồ CU đo
áp lực nước
lỗ rỗng
', độ
13°10'28°41' 13°07'31°11' 17°04'29°14' 11°20'29°56' 16°29'33°15'
Ghi chú: Các đặc trưng lần lượt là giá trị TB, Min, Max
4.3.2. Giải pháp cải tạo bằng cọc vật liệu rời
Các thông số kháng cắt (c
u
, 
cu
) của đất loại sét yếu amQ
2

2-3
kiến nghị
tham khảo sử dụng để kiểm toán ổn định của nền xử lý bằng cọc vật liệu rời ở
bảng 4.9. Các thông số dự báo lún tham khảo sử dụng ở bảng 4.8. Cọc vật liệu
rời cũng có khả năng tăng nhanh quá trình cố kết, nên các thông số c
h
, c
v
,

tỷ số
c
h
/c
v
,

của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
để dự báo độ cố kết, tốc độ lún của nền cũng
được kiến nghị sử dụng ở bảng 4.7.
4.3.3. Giải pháp cải tạo bằng chất kết dính vô cơ.
4.3.3.1. Phương pháp trộn xi măng
- Bùn sét amQ
2
2-3
có 
cmax
= 1,30 1,56g/cm

3
; W
tu
= 28,0  34,5% ;
bùn sét pha amQ
2
2-3
có


cmax
= 1,34 1,55g/cm
3
; W
tu
= 20,9  28,4% .
- Tùy thuộc vào tải trọng nền đường và cấp đường có thể sử dụng hàm
lượng xi măng trong khoảng 3, 6, 9, 12, 15% để gia cố đất loại sét yếu
amQ
2
2-3
nhiễm muối ít và không nhiễm muối, độ bền hỗn hợp gia cố với: bùn
sét amQ
2
2-3
lần lượt là R
n(kbh)
28
= 3751754kPa; R
n(bh)

28
= 2221133kPa;
E
đh(bh)
28
= 37905159598kPa; bùn sét pha amQ
2
2-3
: R
n(kbh)
28
= 543 1604kPa;
R
n(bh)
28
= 2891102kPa; E
đh(bh)
28
= 70680158796kPa.
4.3.3.2. Phương pháp cọc đất xi măng
* Các chỉ tiêu để tính toán thiết kế là độ bền và độ biến dạng của hỗn
hợp gia cố .
- Tùy thuộc vào chiều cao nền đường đắp và cấp đường có thể tham
khảo các tài liệu về gia cố đất bùn sét amQ
2
2-3
nhiễm muối ít và không nhiễm
muối với hàm lượng xi măng 200kg/m
3
và độ bền đạt được tương ứng: q

u
28
=

- 22 -

726,01079,8kPa; E
50
28
= 96100111969kPa và các giá trị lần lượt là 1090
1170kPa; 123400134200kPa với bùn sét pha amQ
2
2-3
; hàm lượng xi măng
220, 250kg/m
3
đất và q
u
28
= 827,6993,5; E
50
28
= 120008146989 kPa với
bùn sét amQ
2
2-3
.
* Theo các quan điểm về tính toán thiết kế cọc đất xi măng, các thông
số cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2

2-3
sử dụng để dự báo độ lún cuối cùng, độ
lún theo thời gian và độ ổn định của nền xử lý bằng cọc đất xi măng lấy ở các
bảng 4.7, 4.8, 4.9.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Từ những kết quả nghiên cứu đặc tính ĐCCT của đất loại sét yếu
amQ
2
2-3
phân bố ở các tỉnh ven biển ĐBSCL phục vụ xây dựng đường cho
phép rút ra một số kết luận và kiến nghị sau:
1. KẾT LUẬN
1.1. Đất loại sét yếu amQ
2
2-3
có phạm vi phân bố rộng, chiếm diện tích
lớn ở các tỉnh ven biển ĐBSCL. Theo đặc điểm về điều kiện thành tạo, vị trí
tồn tại (bị chi phối bởi các yếu tố địa hình địa mạo, địa chất thủy văn – thủy
văn, mức độ nhiễm muối và phèn) của tầng trầm tích có thể phân ra 4 khu vực
(KV.I - bắc sông Tiền, KV.II - giữa hai sông, KV.III -1- Sóc Trăng và KV.III-2
- bán đảo Cà Mau) phân bố trầm tích có những đặc điểm ĐCCT khác biệt nhau.
1.2. Trong trầm tích amQ
2
2-3
ở các tỉnh ven biển ĐBSCL gồm nhiều loại
đất, nhưng phổ biến nhất là bùn sét và bùn sét pha, với diện phân bố rộng, bề
dày từ vài mét đến xấp xỉ hai chục mét, phổ biến là nằm ngay trên bề mặt địa
hình. Các loại đất này có mức độ thành đá thấp, độ ẩm và tính biến dạng cao,
sức kháng cắt thấp. Đất bùn sét amQ
2

2-3
ở KV.III-2 có hàm lượng hạt sét, bụi;
các đặc trưng vật lý (độ ẩm, hệ số rỗng) lớn nhất và tính chất cơ học như sức
kháng cắt thấp nhất, đặc tính biến dạng cao nhất trong các khu vực kể trên.
Tại KV.II, hàm lượng hạt bụi, sét nhỏ nhất; có các đặc trưng vật lý (độ ẩm, hệ
số rỗng) thấp nhất, sức kháng cắt cao và đặc tính biến dạng nhỏ nhất; và
KV.I, KV.III-1 các đặc trưng vật lý và cơ học có các giá trị nằm trung gian
giữa KV.III-2 và KV.II.
1.3. Đất có áp lực tiền cố kết nhỏ (
c
< 80 kPa) và bị nén lún mạnh. Bùn
sét nén lún nhiều hơn, C
c
thay đổi từ 0,464 0,777. Đối với bùn sét pha nén
lún ít hơn, C
c
thay đổi từ 0,253  0,396. Chỉ số nén lún thay đổi theo quy luật
phụ thuộc vào tính dẻo, hệ số rỗng ban đầu, lượng chứa hữu cơ và muối dễ
hòa tan. Khi I
p
, e
0
, HC tăng đất bị nén lún mạnh. Tính nén lún có thể giảm
hoặc tăng tùy thuộc hàm lượng muối dễ hòa tan trong đất, khi M > 1,09%
tính biến dạng của đất giảm (Long Phú –KV.III-1).
Hệ số cố kết của đất bùn sét tại KV.I lớn hơn 1,34 lần; KV.II lớn hơn
2,01 lần và KV.III-1 lớn hơn 1,51 lần so với hệ số cố kết của đất bùn sét tại
KV.III-2. Điều này cho thấy khả năng thoát nước của đất yếu tại KV.III-2
kém nhất, xử lý nền đất yếu đạt hiệu quả thấp hơn.

- 23 -

Đất bùn sét có tỷ số C

/C
c
lần lượt tại các KV.I và KV.II, KV.III-1,
KV. III-2 là 0,0362; 0,0364; 0,0383; 0,0354. Đối với bùn sét pha amQ
2
2-3
, tỷ
số C

/C
c
là 0,0340.
1.4. Khi cắt không thoát nước, theo thứ tự từ các thí nghiệm nén ba trục
UU, nén đơn trục, cắt cánh hiện trường, đối với bùn sét, sức kháng cắt lần
lượt: 10,3 đến 15,1kPa; 9,6 đến 19,3kPa và từ 12,7 đến 21,0kPa; đối với bùn
sét pha, sức kháng cắt lần lượt:10,2 đến 20,0kPa; 15,6 đến 20,5kPa và 23,4
đến 25,3kPa. Sức kháng cắt không thoát nước biến đổi theo quy luật: giảm
khi giới hạn chảy tăng và độ chặt giảm. Khi M trong đất >1,48% thì sức
kháng cắt cắt tăng (Long Phú –KV.III-1); khi M < giá trị trên, nếu M tăng,
sức kháng cắt giảm.
Khi cắt trên máy nén 3 trục, sơ đồ CU, với đất bùn sét: ’ thay đổi từ
19
0
26’ đến 24
0
00’, C’ thay đổi từ 9,1 đến 15,6kPa; với đất bùn sét pha, ’

thay đổi từ 24
0
27’ đến 31
0
48’, C’ thay đổi 5,6 đến 14,5kPa. Khi hàm lượng
hạt sét tăng (Ps,%), chỉ số dẻo (I
p
) tăng thì C’ tăng, ’ giảm.
1.5. Với những kết quả nghiên cứu về đặc tính ĐCCT của đất loại sét
yếu amQ
2
2-3
, công tác khảo sát ĐCCT cần chú ý đến thành phần vật chất của
đất yếu khi lựa chọn phương án xử lý. Các tài liệu của luận án có thể tham
khảo để sử dụng phục vụ khảo sát ĐCCT ở các giai đoạn đầu. Đến giai đoạn
thiết kế cơ sở, nghiên cứu ĐCCT phải đủ để luận chứng lựa chọn 2-3 giải
pháp xử lý nền với mức độ tin cậy và so sánh được phương án hợp lý nhất,
cần phải đặc biệt chú ý tới thành phần của đất như: thành phần hạt, HC, M, độ
pH của đất. Ở giai đoạn thiết kế kỹ thuật, các chỉ tiêu cơ lý phải nghiên cứu
chi tiết và chuyên sâu theo hướng xử lý nền đã lựa chọn, cần thiết phải tham
khảo tài liệu khu vực đã có để khẳng định chất lượng tài liệu thu được.
1.6. Từ các kết quả nghiên cứu về cấu trúc trầm tích amQ
2
2-3
, các đặc
trưng cơ lý, xuất phát từ mục đích phục vụ xử lý nền trong xây dựng đường,
trong vùng nghiên cứu có thể phân ra 2 kiểu (I, II) và 5 phụ kiểu (I.A, I.B,
I.C; II.B, II.C) cấu trúc nền.
1.7. Căn cứ vào tình hình thực tế về khả năng áp dụng các giải pháp xử
lý nền đất yếu ở ĐBSCL và khả năng áp dụng các phương pháp hiện đại của

thế giới, kiến nghị các giải pháp xử lý nền đường đất yếu ở các tỉnh ven biển
ĐBSCL như sau :
Đào toàn bộ hoặc một phần đất yếu xử lý nền cho phụ kiểu I.A. Bấc
thấm, bấc thấm kết hợp gia tải trước và hút chân không, xử lý nền các phụ
kiểu I.C, II.C hoặc I.B, II.B. Cải tạo bằng cọc đất xi măng cho các phụ kiểu
I.B, II.B, I.C, II.C có đất nhiễm muối ít hoặc không bị nhiễm muối - phèn,
hữu cơ.
Các giải pháp có thể áp dụng là cọc cát truyền thống cho các phụ kiểu
I.B, II.B; giếng cát, cọc cát đầm áp dụng cho các phụ kiểu I.C, II.C đối với
các đường dẫn ở đầu cầu.