Ôn thi địa chất công trình

Doãn Ngọc XB10

ÔN THI ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
1. Nêu khái niệm về khoáng vật, các tính chất vật lý và ý nghĩa việc nghiên cứu KV trong xây
dựng?
-

Khoáng vật là một nguyên tố hay một hợp chất hóa học thông thường kết tinh và được tạo ra như
là kết quả của các quá trình địa chất.

-

Các đặc điểm vật lý của khoáng vật bao gồm: cấu tạo tinh thể, kích thước và độ hạt của tinh thể,
song tinh, cát khai, ánh, màu bên ngoài của khoáng vật (màu giả sắc), và màu của bột khoáng vật
khi mài ra (màu thực của khoáng vật), độ cứng và trọng lượng riêng v.v.

-

Ý nghĩa của việc nghiên cứu KV: KV la những cấu thành tạo nên đá, quyết định tính chất xây
dựng của đá, vì vậy nghiên cứu thành phần KV của đá sẽ giúp ta hiểu biết được nguồn gốc và
điều kiện hình thành của đá dẫn đến nhận xét, đánh giá được khả năng sử dụng của chúng trong
xây dựng công trình.

2. Nêu khái quát các loại đá Macma, trầm tích và đá biến chất về điều kiện tạo thành và tính
năng xây dựng?
Đá là tổ hợp có quy luật của các loại khoáng vật, có thể là một thể địa chất có lịch sử hình thành
riêng biệt. Các loại đá được phân loại theo thành phần khoáng vật, nguồn gốc thành tạo. Theo nguồn
gốc thành tạo có thể phân ra: macma, đá trầm tích và đá biến chất.
 Đá macma (magma): được hình thành từ kết quả nguội lạnh, đông cứng của dung dịch silicat
nóng chảy (dung dịch macma)và được chia (theo nguồn gốc thành tạo) làm hai loại macma
chính: macma xâm nhập và macma phun trào - macma phún xuất.

-

Macma xâm nhập: là loại đá do macma xâm nhập vào các tầng vỏ trái đất (cách ly khí
quyển) ở sâu hơn trong vỏ trái đất, chịu áp lực và nhiệt độ cao, nguội dần mà thành. Các tinh
thể kết tinh rõ ràng, các đá loại này thường có cấu tạo đặc sít.. Ví dụ: Đá granit (2040%khoáng thạch anh, 40-60%trường thạch, 5-15%mica, 5-20 khoáng vật sẩm màu), diorit,
gabro.
Đặc điểm: do nguội rất châm, có áp lực của các lớp đất đá bên trên. Nên có tính chất là đặc
chắc, R cao, ít hút nước (Hp <1%), màu đẹp (vì không bị phân hóa, ít chịu ảnh hưởng của
thời tiết…). Sử dụng cho các công trình chịu lực như móng, bệ móng, dùng làm trang trí như
đá ốp lát…

-

Macma phún xuất: là loại đá do macma phun ra trên mặt đất, tiếp xúc với không khí, điều
kiện áp suất và nhiệt độ thấp, nguội lạnh nhanh mà sinh ra. Các đá macma phún xuất thường
có cấu tạo rỗng xốp.
1


Doãn Ngọc XB10

Trên mặt đất, do nguội lạnh nhanh, macma không kịp kết tinh, hoặc chỉ kết tinh được một bộ
phận với kích thước tinh thể rất nhỏ, chưa hoàn chỉnh, còn đại bộ phận tồn tại ở dạng vô đình
hình, trong đá có lẫn nhiều bọt khí (do đang sôi và bị nguội lạnh nhanh): đó là dạng macma
phún xuất chặt chẽ. Ví dụ: Đá diabazơ, bazan, andezit. Có tính chất rỗng nhẹ, cứng và rất
giòn. Sử dụng làm cốt liệu cho bê tông nhẹ, dụng làm phụ gia hoạt tính cho bê tông và xi
măng…
Khi macma đang sủi bọt, gặp lạnh đông lại nên rất xốp và nhẹ, hoặc phần macma bị phun lên
cao, bay xa, nguội nhanh, hơi nước, khí thoát ra nhiều nên có kết cấu rỗng vụn, ?o nhỏ: đó là
dạng macma phún xuất rời rạc. Ví dụ Tro, túp núi lửa, túp dung nham. Tính chất nhẹ. Dùng

làm phụ gia trơ cho bê tông và xi măng..
 Đá trầm tích: được tạo ra từ sự lắng đọng của các mảnh vụn hoặc các chất hữu cơ, hay các chất
kết tủa hóa học (các chất còn lại sau quá trình bay hơi), được nối tiếp bằng sự kết đặc của các
chất cụ thể và quá trình xi măng hóa. Quá trình xi măng hóa có thể diễn ra tại hoặc gần bề mặt
Trái Đất, đặc biệt là đối với các loại trầm tích giàu cacbonat. Dựa vào nguồn gốc hình thành có 3
loại:
-

Trầm tích cơ học: do sản phẩm vụn nát sinh ra trong quá trình phong hóa các loại đá có trước
tích tụ lại mà thành. Có loại rời rạc như sỏi, cát, đất sét; loại rời rạc bị gắn kết nhau như dăm
kết, cuội kết, sa thạch.

-

Trầm tích hóa học: tạo thành do các khoáng chất hòa tan trong nước lắng đọng, kết tủa lại,
như đá vôi dolomit. thạch cao, anhydrit, tup đá vôi…

-

Trầm tích hữu cơ: tạo thành do sự tích tụ xác động vật, thực vật như đá vôi, đá vôi vỏ sò, đá
phấn, đá diatomit, trepen…
Hiện nay đã có nhiều dạng đá công nghiệp sử dụng các phối liệu từ đá trầm tích mà thành
phần chủ yếu là thạch cao; tạo hình được nhiều dạng mô phỏng thế đá biến chất tự nhiên;
thích hợp cho không gian bên trong mà giá thành lại rẻ hơn rất nhiều so với đá tự nhiên

 Đá biến chất: Là các loại đá mácma, trầm tích, và đá biến chất có trước bị biến chất (biến tính)
khi gặp áp suất và nhiệt độ cao. Gồm các loại:
-

Biến chất khu vực: khi một vùng đất nào đó bị lún xuống, những lớp đá hình thành trước bị

lún sâu hơn, bên trên là những lớp trầm tích mới tích tụ dần, lâu ngày tạo nên một áp lực lớn
ép lên những lớp dưới làm chúng bị biến chất. Loại này có tính phân phiến (lớp mỏng) nên
tính chất cơ học kém hơn đá mácma. Ví dụ Đá gơnai (do đá granit tái kết tinh), phiến sét (do
sự biến chất của đất sét dươi áp lực cao).

-

Biến chất tiếp xúc: Tạo thành từ trầm tích bị biến chất do tác dụng của nhiệt độ cao. Khi gặp
macma xâm nhập, đá trầm tích tiếp xúc với macma bị nung nóng và thay đổi tính chất. Loại
2


Doãn Ngọc XB10

này thường rắn hơn đá trầm tích. Ví dụ đá hoa (do tái kết tinh đá vôi và đá đôlômit dưới tác
dụng của nhiệt độ và áp suất cao mà thành), thạch anh (biến chất từ cát)…
-

Biến chất trao đổi
Loại đá này thường có màu vàng hoàng thổ lẫn với màu nâu và màu đỏ của đất sét, cấu tạo
địa chất xếp lớp. Được xẻ theo dạng miếng khoảng 3cm, rất nhiều hình dạng do vỡ ra một
cách rất tự nhiên. Thường được dùng để lát lối đi, bậc cầu thang trong các thiết kế ngoại thất
sân vườn và cũng có thể làm điểm nhấn trong không gian nội thất diện tích lớn.

3. Phân loại đất đá trong địa chất công trình?
-

Theo khối lượng thể tích và cường độ: ( trạng thái khô)
Loại nhẹ: < 1800 kg/m3, có mác tương ứng 5, 10, 15, 75, 100, 150 kG/cm2, dùng xây tường
cho nhà cần cách nhiệt.

Loại nặng: > 1800 kg/m3, có mác tương ứng 100, 150, 200, 400, 600, 800, 1000 kG/cm2,
dùng trong các công trình chịu lực, công trình thủy công để xây móng, tường chắn, lớp phủ
bờ kè, ốp lát…

-

Theo hệ số mềm
Chia thành 4 cấp: 0.6; 0.6 - 0.75; 0.75 - 0.9; và 0.9.

-

Theo yêu cầu sử dụng và mức độ gia công
Đá hộc: gia công theo phương pháp nổ mìn. Dùng để xây móng nhà, tường chắn, trụ cầu,
Đá đẽo thô, vừa, kỹ tùy theo yêu cầu sử dụng của công trình.
Đá kiểu: được chọn lọc kỹ, chất lượng cao, dùng để trang trí cho các công trình.
Đá phiến: để ốp lát, trang trí.
Đá dăm: làm cốt liệu trộn bê tông.

-

Theo hàm lượng oxit silic
Đá acid: SiO2 > 65%.
Đá trung tính: SiO2 = 65 - 55%.
Đá bazơ: SiO2 = 55 - 45%.
Đá siêu bazơ: SiO2 < 45%.

-

Theo nguồn gốc: Căn cứ vào cấu trúc, nguồn gốc và điệu kiện hình thành của đá để phân
loại. Chia thành 3 nhóm sau: Đá mácma, Đá trầm tích, Đá biến chất.

4. Thủy tính của đất đá?
5. Động đất là gì? Ảnh hưởng của động đất đến xây dựng công trình?
-

Động đất hay địa chấn là một sự rung chuyển hay chuyển động lung lay của mặt đất. Động
đất thường là kết quả của sự chuyển động của các phay (geologic fault) hay những bộ phận
đứt gãy trên vỏ của Trái Đất hay các hành tinh cấu tạo chủ yếu từ chất rắn như đất đá. Tuy
3


Doãn Ngọc XB10

rất chậm, mặt đất vẫn luôn chuyển động và động đất xảy ra khi ứng suất cao hơn sức chịu
đựng của thể chất trái đất. Hầu hết mọi sự kiện động đất xảy ra tại các đường ranh giới của
các mảng kiến tạo là các phần của thạch quyển của trái đất (các nhà khoa học thường dùng
dữ kiện về vị trí các trận động đất để tìm ra những ranh giới này). Những trận động đất xảy
ra tại ranh giới được gọi là động đất xuyên đĩa và những trận động đất xảy ra trong một đĩa
(hiếm hơn) được gọi là động đất trong đĩa. Nguyên nhân:
Nội sinh: liên quan đến vận động phun trào núi lửa, vận động kiến tạo ở các đới hút chìm,
các hoạt động đứt gãy.
Ngoại sinh: Thiên thạch va chạm vào Trái Đất, các vụ trượt lở đất đá với khối lượng lớn.
Nhân sinh: Hoạt động làm thay đổi ứng suất đá gần bề mặt hoặc áp suất chất lỏng, đặc biệt là
các vụ thử hạt nhân dưới lòng đất.
Ngoài ra còn phải kể đến hoạt động âm học, đặc biệt là kỹ thuật âm thanh địa chấn.
-

Ảnh hưởng của động đất đến xây dựng công trình: Động đất xảy ra hằng ngày trên trái đất,
nhưng hầu hết không đáng chú ý và không gây ra thiệt hại. Động đất lớn có thể gây thiệt hại
trầm trọng và gây tử vong bằng nhiều cách. Động đất có thể gây ra đất lở, đất nứt, sóng

thần, nước triều giả, đê vỡ, và hỏa hoạn. Tuy nhiên, trong hầu hết các trận động đất, sự
chuyển động của mặt đất gây ra nhiều thiệt hại nhất. Trong rất nhiều trường hợp, có rất nhiều
trận động đất nhỏ hơn xảy ra trước hay sau lần động đất chính; những trận này được gọi
là dư chấn. Nhiều trận động đất, đặc biệt là những trận xảy ra dưới đáy biển, có thể gây ra
sóng thần, hoặc có thể vì đáy biển bị biến dạng hay vì đất lở dưới đáy biển.

6. Phong hóa là gì? Phân loại, các giải pháp phòng chống phong hóa trong xây dựng?
Phong hóa là quá trình phá hủy đá, đất và các khoáng vật chứa trong đó khi tiếp xúc trực tiếp
với môi trường không khí. Phong hóa được chia thành hai loại chính.
-

Phong hóa cơ học: là quá trình phong hóa trong đó các tác nhân vật lý là tác nhân gây phong
hóa. Phong hóa cơ học phá vỡ các đá gốc thành những mảnh vụn mà không làm thay đổi
thành phần hóa học của đá. Băng, nước, nước khe nứt là các tác nhân gây phong hóa cơ học
chính do gây ra một lực tác động làm nở ra, mở rộng các khe nứt trong đá khiến đá vỡ ra
thành các mảnh vụn. Giản nở vì nhiệt cũng gây nên tác động giản căng và co lại dưới sự ảnh
hưởng của việc nhiệt độ tăng lên hay giảm đi cũng giúp cho quá trình phong hóa cơ học diễn
ra nhanh hơn. Phong hóa cơ học giúp làm tăng diện tiếp xúc bề mặt của đá khiến cho quá
trình phong hóa hóa học dưới sự tác động của cá yếu tô hóa học diễn ra nhanh hơn.

-

Phóng hóa hóa học: có sự tham gia của các chất trong môi trường không khí tác động lên đối
tượng phong hóa. Phong hóa hóa học phá hủy đá bằng các phản ứng hóa học. Đây là quá
trình các khoáng vật trong đá thay đổi trở thành các hạt nhỏ hơn và dễ bị rửa trôi hơn. Không
4


Doãn Ngọc XB10

khí và nước đều tham gia trong các phản ứng phức tạp của quá trình phong hóa hóa học. Các
khoáng vật trong đá gốc không bền vững trong điều kiện không khí sẽ dần dần biến đổi thành
những dạng bền vững hơn. Các khoáng vật nào được thành tạo trong điều kiện nhiệt độ càng
cao thì càng dễ bị thay đổi. Các đá mácma thường bị các tác nhân gây hại như nước tấn công
nhất là nước có dụng dịch axít hay kiềm(và muối axit), và tất cả các khoáng vật tạo đá của đá
mácma trừ thạch anh đều biến đổi thành các khoáng vật sét hay các các chất hóa học tồn tại ở
dạng dung dịch.
-

Ngoài ra, còn có thêm phong hóa sinh học cũng là quá trình phong hóa hóa học nhưng các
tác nhân gây phong hóa là các chất có nguồn gốc sinh học.
Giải pháp phòng chống phong hóa trong xây dựng: Bóc bỏ tầng phong hóa, che phủ bằng vật
liệu chống phong hóa, cải tạo (xử lý) tầng phong hóa bằng phụt vữa.

7. Sạt lỡ bờ sông: nguyên nhân và cách phòng chống?
Nguyên nhân: Các yếu tố tham gia vào quá trình sạt lở bờ sông rất đa dạng. chủ yếu là quá
trình xâm thực ngang, phụ thuộc rất nhiều vào chế độ dòng chảy và đất đá cấu tạo nên hai
bên bờ.
-

Các yếu tố tự nhiên:
Đặc điểm địa hình, địa mạo. Chế độ dòng chảy của sông. Cấu tạo địa chất và các tính chất cơ
lý đất hai bên bờ sông.
Đất đá cấu tạo nên hai bờ là các loại đất yếu rất dễ bị tan rã, xói lở. Do đó, bờ sông sẽ mất ổn
định dưới tác động của dòng nước lưu thông.

-

Các yếu tố nhân sinh:
Hoạt động trao đổi, buôn bán hàng hóa giữa các vùng, miền thông qua phương tiện là

ghe, tàu. Các phương tiện này có tốc độ lớn, lưu thông thường xuyên, liên tục gây nên sóng,
tạo dòng chảy rối.
Cách phòng chống:

-

Sử dụng công trình kè bảo vệ, chống lại áp lực phá hoại bờ do động năng dòng chảy.

-

Hình thành hàng rào sinh học bằng hệ thống cây hoang dại phù hợp, trồng thành một quần
thể có cơ cấu.

-

Giữ bèo, thả rong rào, cành cây buộc lại với nhau..., cũng có thể dùng vỉ, phên tre, phên cừ
tràm chặn sát mái bờ có tác dụng giảm bớt tác động của sóng do ghe, thuyền gây ra.

8. Nêu nguyên tắc cách tiến hành biểu thị thành phần hóa học của mẫu nước dưới đất theo
phương pháp Kurlov ? (chỉ nêu tóm tắt cách viết công thức tổng quát, gọi tên nước, cho 1 vd)
-

Công thức tổng quát Kurlov:
5


Doãn Ngọc XB10

K: Chất khí chứa trong nước (g/l)
M: Tổng độ khoáng hóa của nước (g/l)

K. M

A
T. pH
C

A: Anion hàm lượng >10%
C: Cation hàm lượng > 10%
T: Nhiệt độ nước
pH: Độ pH của nước

-

Gọi tên: Trên Anion, Cation hàm lượng > 25%.

-

VD: công thức Kurlov của một mẫu nước khoáng:

CO

2
0,02

3
SO 429 HCO16
0
M1,05
T32

pH 7
Ca 72 Mg17

Tên gọi: Sunfat Canxi

9. Hiện tượng Karst là gì ? Xây dựng công trình trong vùng có Karst ?
Karst: là hiện tượng phong hóa đặc trưng của những miền núi đá vôi bị nước chảy xói mòn. Sự xói
mòn không phải do cơ chế lực cơ học, mà chủ yếu là do khí điôxít cacbon (CO2) trong không khí
hòa tan vào nước, cộng với các ion dương của hyđrô (H+) tạo thành axít cacbonic. Axít cacbonic là
thủ phạm chính trong quá trình ăn mòn đá vôi. Sản phẩm tự nhiên của quá trình phong hóa karst là
các hang động với các nhũ đá, măng đá, sông suối ngầm,... Các sản phẩm tự nhiên nổi tiếng tại Việt
Nam là: vịnh Hạ Long, động Phong Nha (Quảng Bình), hồ Thang Hen (Cao Bằng), động Hương
Tích (chùa Hương Hà Tây)...
Xây dựng công trình trong vùng có Karst:
-

San gạt tạo mặt bằng khu vực, làm rảnh thoát nước, điều chỉnh dòng mặt.

-

Khoan tạo lỗ để phục di dời xi măng, tăng liên kết, độ bền, hạn chế tính thấm.

-

Có thể dùng cọc làm trụ đỡ công trình khi tầng kastơ không dày.

-

Hạ thấp nước ngầm bằng hệ thống các giếng khoan.

-

Cần thiết phải sử dụng nhiều biện pháp kết hợp.

10. Hiện tượng trượt lở là gì? Các biện pháp phòng chống trượt lở?
Trượt lở: là hiện tượng mất ổn định và dịch chuyển sườn dốc, mái dốc, gây mất ổn định công trình,
vùi lấp người và tài sản, phá hoại diện tích canh tác và môi trường sống, có thể dẫn tới những thảm
hoạ lớn cho con người và xã hội. Các loại hình trượt lở thường gặp nhất bao gồm: trượt lở, sạt lở, sụt
lở, lở đá.
-

Trượt lở đất: Xảy ra nhiều ở các sườn đồi núi dốc, đường giao thông, hệ thống đê đập, các
bờ mỏ khai thác khoáng sản, các hố đào xây dựng công trình...

-

Sạt lở đất: thường xảy ra tại các thung lũng và triền sông, dọc các bờ biển bị xói lở. Trong
quá trình sạt lở, có sự đan xen giữa hiện tượng dịch chuyển trượt, hiện tượng sụp đổ. Hiện
6


Doãn Ngọc XB10

tượng sạt lở thường được báo trước bằng các vết nứt sụt ăn sâu vào đất liền và kéo dài theo
bờ sông, bờ biển. Diễn biến phá hoại của sạt lở nhanh và đột ngột.
-

Sụt lở đất: hay xảy ra ở các tuyến đường giao thông, các tuyến. Sụt lở đất ở các triền đồi núi
thường làm mất một phần mặt đường hoặc cả đoạn đường đồi núi phá hoại cả một tuyến
đường.

-

Lở đá: Là hiện tượng các tảng đá, mất gắn kết với cả khối, sụp đổ và lăn xuống vùng thấp.
Đá lở thường xảy ra trên các tuyến đường giao thông miền núi, trên các sườn dốc và lân cận
một số khu dân cư.

Các biện pháp phòng chống trượt lở:
-

Biện pháp giảm tải: San gạt bớt một phần các khối trượt, giảm góc dốc sườn, chia sườn dốc
quá cao thành nhiều bậc.

-

Sử dụng hợp lý khoảng cách an toàn: Hiện nay giải pháp phổ biến nhằm chống trượt lở là
xây dựng kè chân mái dốc. Cải tạo đất đá, làm tăng sự liên kết, giảm tính thấm của đất đá
bằng cách phụt vữa xi măng, thuỷ tinh lỏng.

-

Hạn chế tác hại của nước mưa, nước mặt: Đối với các sườn dốc, vách đường đang có nguy
cơ trượt lở, cần có biện pháp chống tác động phá hoại của nước mưa ,nước mặt bằng cách
xây dựng hệ thống rãnh thoát nước, các rãnh nghiêng phân bậc trên sườn dốc, nhằm hạn chế
quá trình thấm nước, trồng cỏ Vetiver chống xói mòn đất để giữ ổn định cho sườn.

-

Đối với các mỏ khai thác đá xây dựng: chọn thứ tự khai thác, thiết kế sườn dốc hợp lý,
không đào bới, cắt xén sâu vào chân sườn dốc; xây dựng hệ thống thoát nước ở các sườn

dốc; san gạt bớt các khối trượt; nổ mìn tạo biên trước chống sập tầng cục bộ của bờ mỏ là đá
cứng, nửa cứng; sử dụng các biện pháp gia cố như làm tường chắn, đê ngăn, và bao phủ bề
mặt bằng lưới.

11. Hiện tượng cát chảy là gì? Các biện pháp phòng chống cát chảy?
Cát chảy: Là hiện tượng đất mềm rời bảo hoà nước chảy vào công trình đào cắt qua nó như một
dịch thể dẻo nhớt. Trong thành phần của đất cát chảy có nhiều chất hữu cơ, hạt keo và hạt phân tán
nhỏ. Nguyên nhân xảy ra hiện tượng này là do áp lực thuỷ tĩnh và thuỷ động của dòng nước - Ví dụ
về khả năng đẩy nổi của nước Có 02 loại cát chảy:
-

Cát chảy thật:
 Còn gọi là chảy xúc biến, có lẫn chất hữu cơ, hạt keo và hạt phân tán nhỏ (tt’ hồ, đầm
lầy,..)
 Khi ngừng bơm nước thì cát dẫn chảy, nước chảy vào công trình là đục
 Chảy tựa dịch thể dẻo nhớt, sau khi nước tách ra, hình dạng như cái bánh đa (hình)
7


Doãn Ngọc XB10

 Khi bị hong khô, tạo thành đất dính khá cứng, sáng màu hơn ban đầu, tạo các tấm dòn
dễ vở
-

Cát chảy giả:
 Rất dễ thoát nước
 Nước thoát ra là trong
 Ngừng bơm nước thì cát không chảy vào công trình
 Nốt chân in trên cát bị xoá

 Nước thoát ra, đụn cát có dạng hình nón.

Các biện pháp phòng chống cát chảy giả:
-

Hạ thấp mực nước ngầm, giảm gradien thuỷ lực dòng thấm

-

Lái dòng thấm sang hướng khác và tháo khô tầng cát chảy

Các biện pháp phòng chống cát chảy thật:
-

Phương pháp cố kết hoá học SiO2, CaCl2 liên kết hạt đất.

-

PP chấn động: tính xúc biến của cát chảy thật, nhờ tác dụng của chấn động, khối cát đạt trạng
thái đồng nhất có mật độ hạt tăng, nước trong khối cát bị đẩy lên, thu nước

-

PP thi công hố móng bằng giếng chìm khi tầng cát chảy có chiều dày lớn

-

Sử dụng biện pháp đóng cọc, cừ ván, tấm thép làm tường vây

-

Dùng pp đông lạnh, nhiệt độ -20oC

-

Làm lớp đệm thoát nước dưới móng công trình đặt trên nền cát chảy

12. Trình bày khái quát định nghĩa, đặc điểm động thái và ý nghĩa các loại nước dưới đất. Các
loại động thái của nước dưới đất?
NDĐ: là chỉ loại nước chảy trong mạch kín ở dưới đất do các kiến tạo địa chất tạo nên, có thể là các
túi nước liên thông nhau hoặc là mạch nước chảy sát với tầng đá mẹ. Được tạo tành chủ yếu do nước
khí quyển (nước mưa, tuyết, hơi nước…), nước mặt (nước ao hồ, đại dương, sông…) ngấm vào đất
đá qua các lỗ rỗng và khe nứt của đất đá.
Ý nghĩa của NDĐ:
-

Là nguồn cung cấp nước có lưu lượng ổn định, vệ sinh đặc biệt với các vùng sâu, vùng xa…
các vùng chưa cấp nước được tập trung. Những vùng thiếu hoạc không có nước mặt như:
vùng sa mạc, vùng núi, vùng đất cát.

-

Nước bổ xung độ ẩm cho đất trồng, làm cho thực vật và vi sinh vật phát triển, đất đai thêm
màu mỡ.

-

Là nguồn nước khoáng, nước nóng có tác dụng chữa bệnh, an dưỡng du lịch…

Ý nghĩa và động thái của một số loại NDĐ:

-

Nước thổ nhưỡng:
8


Doãn Ngọc XB10

Nguồn cung cấp: chủ yếu là nước mưa, mao dẫn đi lên và ngưng tụ hơi ẩm trong lỗ rỗng của
đất đá.
Chất lượng: có nhiều tạp chất hữu cơ và vi sinh vật nên thường nhiễm bẩn và có tính ăn mòn
mạnh đặc biệt đối với kim loại và bê tông.
Động thái: Không ổn định, phụ thuộc vào điều kiện khí tượng (dao động theo nhiệt độ trong
ngày, lưu lượng và trữ lượng thì thay đổi theo lượng mưa). Nước thổ nhưỡng chỉ tồn tại vào
mùa mưa.
Nước thượng tầng: là tầng chứa nước nằm gần mặt đất, dưới tầng thổ nhưỡng và phía trên
không có tầng cách nước, đáy cách nước không liên tục (dạng thấu kính).
Nguồn cung cấp: chủ yếu là nước mưa, nước mặt ngấm xuống.
Ý nghĩa: dễ nhiễm bẩn, trữu lượng nhỏ. Trong xây dựng tầng nước này thường gây ngập hố
móng, hiện tượng xói ngầm, đất chảy.
Động thái: Kém ổn định, luôn thay đổi theo điều kiện khí tượng thủy văn
Nước ngầm (không áp): là tầng chứa nước thường xuyên thứ nhất kể từ mặt đất, trên nó
không bị che phủ bởi các tầng đất đá cách nước.
Nguồn cung cấp: chủ yếu là nước mưa, nước mặt, nước áp lực từ dưới (thấm xuyên). Lưu ý:
nước ngầm có miền cung cấp và miền phân bố trùng nhau.
Ý nghĩa: là tầng nước ở nông có khoáng hóa thường là nhỏ nên nước ngầm thường được sử
dụng trong tưới tiêu. Trong xây dựng, nước ngầm thường gây khó khăn trong thi công, ăn
mòn bê tông. Phát sinh: xói ngầm và trượt lở mái dốc.
Động thái: Không ổn định do ở gần mặt đất, có liên hệ trực tiếp với sông biển.
-

Nước có áp (Actezi): là tầng nước kẹp giữa hai tầng cách nước, do địa hình mà tầng actezi
tạo ra áp lực.
Nguồn cung cấp: chủ yếu là nước mưa, nước áp lực từ dưới lên.Đặc điểm: miền cung cấp và
miền phân bố không trùng nhau.
Ý nghĩa: do có tầng cách nước ở phía bên trên nên tầng actezi thường ít bị nhiễm bẩn, Q lớn
và ổn định, quan trọng trong cấp nước tập trung. Tuy nhiên nước actezi có thể gây áp lực
nước làm bục đáy hố móng.
Động thái: Khá ổn định (E, Q, tành phần hóa học…)

-

Nước khe nứt (đới chứa nước): là tầng chứa nước hình thành trong đá cứng, nứt nẻ hoặc có
các hang hốc lớn. Nước khe nứt có thể có áp hoặc không áp và có tính dòng chảy hơn là
dòng thấm.

-

Nguồn cung cấp: có thể là nước mưa, nước mặt hoặc các tầng chứa nước ở tầng trên, hoặc
bên dưới.
9


Doãn Ngọc XB10

-

Ý nghĩa: dễ nhiễm bẩn và phân bố không đều nên ít có giá trị sử dụng trong sinh hoạt. Trong
xây dựng, nước khe nứt gây trở ngại trong thi công và mất nước trong công trình thủy công,
công trình ngầm…

Động thái:Biến động rất lớn biên độ dao động có thể đạt tới vài mét hay hàng chục mét trên
ngày.

13. Nêu tóm tắt nội dung và yêu cầu của một báo cáo địa kỹ thuật?
Báo cáo kết quả khảo sát địa kỹ thuật là bản tổng hợp các kết quả khảo sát địa kỹ thuật tại hiện
trường và trong phòng tại địa điểm xây dựng, tham khảo các tài liệu địa kỹ thuật khu vực lân cận.
Báo cáo khảo sát địa kỹ thuật gồm các phần sau:
Mở đầu:
-

Nêu mục đích yêu cầu và nhiệm vụ của công tác khảo sát;

-

Khái quát điều kiện mặt bằng, đặc trưng kết cấu, tải trọng, số tầng nhà và các yêu cầu đặc
biệt khác.

I. Phương án khảo sát
-

Khối lượng, tiến độ công việc khảo sát, thí nghiệm;

-

Bố trí các điểm thăm dò;

-

Các phương pháp khảo sát: nêu rõ tiêu chuẩn hoặc cơ sở áp dụng để thực hiện các phương
pháp khảo sát và thí nghiệm.

II. Điều kiện địa kỹ thuật của đất nền:
-

Phân biệt, phân chia và mô tả đất, đá theo thứ tự địa tầng trong đó đề cập đến cả diện phân
bố, thế nằm qua kết quả khảo sát;

-

Nước dưới đất và các vấn đề liên quan đến thi công và ăn mòn, xâm thực đến vật liệu nền
móng và công trình;

-

Tổng hợp tính chất cơ lý các lớp đất đá theo các loại thí nghiệm và lựa chọn giá trị đại diện
phục vụ tính toán thiết kế nền móng.

-

Kết quả quan trắc địa kỹ thuật (nếu có);

III. Đánh giá điều kiện địa kỹ thuật phục vụ xây dựng công trình
-

Trình bày rõ địa tầng, tính chất cơ lý của đất nền, đánh giá định tính và định lượng mức độ
đồng đều của các lớp đất, đặc trưng độ bền và tính biến dạng của đất nền;

-

Chỉ rõ các hiện tượng địa chất bất lợi đang hoặc có thể có, phân tích sự ổn định của đất nền

dưới tác dụng của tải trọng;

-

Đánh giá ảnh hưởng của điều kiện địa chất thuỷ văn đối với công tác thi công nền móng,
đánh giá sự ổn định của mái dốc, độ ăn mòn của nước đối với bê tông và bê tông cốt thép,
đồng thời đưa ra phương án dự phòng;
10


Doãn Ngọc XB10

-

Nên có phân tích, khuyến cáo sử dụng hợp lý môi trường địa chất cho mục đích xây dựng
công trình;

-

Đánh giá sự ảnh hưởng công trình xây dựng với các công trình lân cận.

IV. Kết luận chung và kiến nghị
IV. Phần phụ lục
-

Phần phụ lục báo cáo gồm các bản đồ, mặt cắt, bản vẽ, bảng tính, biểu đồ. Các phụ lục cần
thiết phải có:

-

Mặt bằng bố trí các điểm thăm dò;

-

Các trụ địa tầng hố khoan;

-

Mặt cắt địa kỹ thuật: các mặt cắt dọc, ngang trên đó thể hiện thứ tự tên gọi lớp, số hiệu lớp,
ký hiệu đất, đá, nước dưới đất, biểu đồ thí nghiệm, giá trị cơ lý đại diện...;

-

Bảng tổng hợp tính chất cơ lý theo lớp;

-

Các biểu đồ thí nghiệm hiện trường và trong phòng;

-

Các biểu bảng khác liên quan đến kết quả khảo sát;

-

Tài liệu tham khảo.

14. Nêu tóm tắt nội dung và ý nghĩa các điều kiện địa chất công trình?
Các điều kiện địa chất công trình bao gồm:
-

Đặc điểm địa hình, địa mạo.

-

Đặc điểm địa chất: địa tầng, tuổi, thế nằm, quy luật phân bố, kiến tạo, của các thành tạo đất
đá trong phạm vi khu vực khảo sát, và các vùng lân cận.

-

Đặc điểm địa chất thủy văn: nước mặt, NDĐ: các tầng chứa nước, động thái và tính chất của
tầng chứa nước liên quan đến xây dựng công trình.

-

Đặc điểm tính chất cơ lý của đất đá: thứ tự từ trên xuống dưới các lớp (các đơn nguyên
ĐCCT) trong phạm vi theo diện và theo chiều sâu NC;

-

Đặc điểm các quá trình địa chất động lực: phong hóa, đất chảy, xói ngầm, động đất, tân kiến
tạo…

-

Vật liệu xây dựng và khoáng sản có ích liên quan.

Dựa vào thông tin về các điều kiện địa chất công trình chúng ta có thể:
-

Đánh giá mức độ thích hợp của địa điểm và môi trường đối với các công trình dự kiến xây
dựng.

-

Thiết kế, lựa chọn giải pháp móng cho công trình dự kiến xây dựng một cách hợp lý và tiết
kiệm.

-

Đề xuất biện pháp thi công hữu hiệu nhất, thấy trước và dự đoán được những khó khăn, trở
ngại có thể nảy sinh trong thời gian xây dựng.
11


Doãn Ngọc XB10

-

Xác định các biến đổi của môi trường địa chất do hoạt động kinh tế – công trình của con
người, cũng như ảnh hưởng của các biến đổi đó đối với bản thân công trình và công trình lân
cận.

-

Đánh giá mức độ an toàn của các công trình đang tồn tại, thiết kế cải tạo nâng cấp công trình
hiện có và nghiên cứu những trường hợp đã xảy ra gây hư hỏng công trình.

15. Các giai đoạn khảo sát địa chất công trình (điều tra ban đầu, sơ bộ, chi tiết)?
-

Giai đoạn điều tra ban đầu (Sơ lược):
Mục đích: Tương ứng giai đoạn khảo sát phục vụ quy hoạch tổng thể, đề xuất sơ bộ giải
pháp móng và bố trí các công trình thích hợp.
Tiến hành: Thu thập các tài liệu địa chất công trình hiện có trong vùng và các công trình lân
cận. Trong giai đoạn này chỉ khảo sát bằng mắt thường tại hiện trường.

-

Giai đoạn khảo sát sơ bộ:
Mục đích: Phân vùng, tìm vị trí cho các công trình khác nhau trên khu vực, lựa chọn vì giải
pháp kết cấu móng…
Tiến hành: xác định các lớp đất đá theo diện và chiều sâu, xác định chế độ nước mặt, nước
dưới đất, khả năng chiu tải nền…
Các phương pháp khảo sát thường dùng trong giai đoạn này: thăm dò địa vật lý (ĐVL),
khoan ĐCCT, xác định, động thái NDĐ: các phương pháp xuyên…

-

Giai đoạn khảo sát chi tiết:

-

Mục đích: cung cấp chi tiết về tính chất cơ lý của đất đá tại vị trí xây dựng công trình.

-

Tiến hành: kế thừa giai đoạn khảo sát sơ bộ, nhưng có định hướng về giải pháp móng, móng
sâu hay gia cố nền…
Các phương pháp khảo sát thường được áp dụng trong giai đoạn này: khoan đào ĐCCT, thí

nghiệm trong phòng. Thí nghiệm ngoài trời: xuyên (động, tĩnh, tiêu chuẩn), nén ngang trong
hố khoan, hố đào, thí nghiệm nén tĩnh, thí nghiệm cắt cánh, thí nghiệm thấm…

16. Nêu mục đích, ý nghĩa phương pháp khoan thăm dò địa chất công trình và lấy mẫu nguyên
dạng trong hố khoan?
Mục đích: Phương pháp khoan, đào thăm dò ( trực tiếp – pp mang tính định lượng): để tại ra các vế
lộ địa chất, giúp cho việc quan sát, lấy các loại mẫu trực tiếp, nghiên cứu cấu trúc nền dưới sâu (đo
vẽ không làm được), tìm hiểu cấu trúc địa chất ở dưới sâu. Gồm các loại hố đào, giếng, hầm thăm dò
và hố khoan.
Ý nghĩa: khảo sát bằng phương pháp khoan, đào cho kết quả tương đối chính xác vì quan sát, lấy
được các loại mẫu trực tiếp, nhìn thấy tận mắt được các loại đất đá.. Cung cấp mẫu thí nghiệm trong
12


Doãn Ngọc XB10

phòng và là nơi thực hiện các thí nghiệm ngoài trời như cắt cánh, nén tĩnh, nén sập, nén ngang, thí
nghiệm thấm…
17. Trình tự tiến hành và mục đích công tác lấy mẫu cơ lý địa chất công trình và thí nghiệm xuyên
động tiêu chuẩn (SPT)?
Mục đích công tác lấy mẫu cơ lý địa chất công trình: xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất như độ
chát, độ sét, góc ma sát trong, modun biến dạng, sức kháng xuyên … và tính toán sức chịu tải cho
phép (đối với móng nông, móng cọc).
Trình tự tiến hành:
-

Khoan lấy mẫu các hố khoan khảo sát.

-

Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) tại hiện trường.

-

Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của đất đá trong phòng.

-

Thí nghiệm thành phần hóa học của mẫu nước ngầm trong đất.

-

Lập báo cáo khảo sát địa chất kỹ thuật, tổng hợp – đánh giá tính chất của đất nền và đề xuất
một số vấn đề liên quan, (cung cấp các số liệu cần thiết cho nhà thiết kế để tính toán, lựa
chọn giải pháp móng phù hợp với điều kiện địa chất công trình nhằm bảo đảm ổn định công
trình và đạt hiệu quả kinh tế).

Thí nghiệm xuyên động tiêu chuẩn (SPT): là thí nghiệm ngoài trời, xuyên động tại công trình
được thiết kế để cung cấp thông tin về đặc tính cơ lý của nền đất (Phân chia địa tầng, phát hiện các
lớp kẹp, các thấu kính đất hạt rời, xác định một số chỉ tiêu cơ lý của đất và tính sức chịu tải của một
số loại móng sâu). SPT có khả năng tiến hành ở độ sâu lớn và lấy được mẫu lên, điều đó không có ở
xuyên tĩnh. Ưu điểm của SPT là giá thành thấp, thao tác đơn giản và kết quả thí nghiệm phản ánh
khá chính xác trạng thái của đất nền.
Trình tự tiến hành: Thí nghiệm sử dụng một ống mẫu thành mỏng với đường kính ngoài 50 mm,
đường kính trong 35 mm, và chiều dài 650 mm. Ống mẫu này được đưa đến đáy lỗ khoan sau đó
dùng búa trượt có khối lượng 63,5 kg cho rơi tự do từ khoảng cách 760 mm. Việc đóng ống mẫu
được chia làm ba nhịp, mỗi nhịp đóng sâu 150 mm tổng cộng 450 mm, người ta sẽ tính số búa trong
mỗi nhịp và chỉ ghi nhận tổng số búa trong hai nhịp cuối và hay gọi số này là "giá trị N". Trong
trường hợp sau 50 búa đầu mà ống mẫu chưa cắm hết 150 mm thì người ta chỉ ghi nhận 50 giá trị
này. Tổng các nhát búa yêu cầu để xuyên 150mm lần thứ hai và ba được gọi là "sức kháng tiêu

chuẩn" hoặc "giá trị N". (Tại Việt Nam giá trị này được kí hiệu là N30). Số búa phản ảnh độ chặt của
nền đất và được dùng để tính toán trong địa kỹ thuật. Giá trị N30 thu được từ thí nghiệm SPT thường
được sử dụng để tính toán sức chịu tải của móng cọc.
18. Bài tập:
13


Doãn Ngọc XB10

1. Viết công thức và tính toán nước chảy vào hố móng. Biết nước có áp, không áp, biết hệ số
thấm k, chiều sâu hố móng, số giếng khoan tối thiểu cần thiết, cho biết lưu lượng máy bơm.

So

So: Chiều sâu mực nước ngầm cần hạ thấp
H

tại tâm (m)
k: hệ số thấm

ro

ro 

Ro

F
ro: bán kính hố móng, F: diện tích hố móng





Tính Ro: bán kính ảnh hưởng:

-

Không áp:

R o  2S o H .k

-

Có áp:

R o  10S o k

H: độ cao mực nước ngầm (bề dày tầng chứa nước)



Tính Q: tổng lưu lượng nước cần tháo khô



Số giếng cần thiết kế:

Q tông  2

n

Qtông
Q'

H .k .S o
R
ln o
ro

( m3/ng)

Q ’: năng suất bơm 1 giếng

2. Viết công thức vận động dòng ngầm của NDĐ không áp, (có áp) khu vực ven hoặc giữa hai
sông. Biết hệ số thấm K, chiều dày tầng thấm nước, chiều dài đường vận động của nước
ngầm, tính lưu lượng dòng thấm, mực nước tại một vị trí.


Tầng nước không áp:

sông

W: lượng nước thấm từ trên xuống

h1
hx
x

h2
Đáy cách nước

L

14


Doãn Ngọc XB10

-

Lưu lượng tại mặt cắt x:

-

Lưu lượng tại mặt cắt 1: x = 0

h12  h22
L

q x  q1  W.x  k.
.W   x 
2L
2


h12  h22
W .L
q1  k.

2L

2
-

Lưu lượng tại mặt cắt 1: x = L

h12  h22
W .L
q 2  k.

2L
2
-

Mực nước ngầm tại vị trí x:

h12  h22
W
h h 
.x 
.L  x .x
L
k
2
x



2
1

Tầng nước có áp: tầng chứa nước không đổi

q  k.m.

H1  H 2
L12

m: độ dày tầng chứa nước

15