Nghiên cứu lập bản đồ địa chất công trình và đề xuất giải pháp xử lý nền đất yếu hạ tầng giao thông thành phố trà vinh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HUỲNH HỒNG

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

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

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ K THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2017


Công trình được hoàn thành tại
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

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

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

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

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

Bách khoa
- Thư viện Khoa X y d ng - C u Đường, Trường Đại học
Bách khoa - ĐHĐN


1

MỞ ĐẦU
. L do ựa chọn ề tài
Thành phố Trà Vinh là trung t m kinh tế - tài chính, giáo dục,
văn hóa và du lịch của Tỉnh và đang phấn đấu hướng đến là đô thị
loại 1 trước năm 2020. Cơ sở hạ t ng, giao thông được tập trung phát
triển từ đó thúc đẩy quá trình đô thị hóa. Hàng loạt công trình kiến
trúc, quy mô lớn như ng n hàng, siêu thị, trung t m thương mại,
khách sạn, bệnh viện, trường học,…nhất là hệ thống hạ t ng giao
thông trong đô thị Thành phố đã và đang chuẩn bị hình thành.
Chính vì vậy trong giai đoạn phát triển hiện nay, nhu c u về
x y d ng hạ t ng cơ sở đã trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho s
phát triển của Tỉnh, trong đó nổi bật lên là nhu c u x y d ng, phát
triển mạng lưới giao thông vận tải. Để góp ph n năng cao cở sở vật
chất cho các công trình x y d ng, các tuyến đường được thiết kế
đảm bảo đạtchuẩn thì vấn đề khảo sát địa chất công trình tại Thành
Phố góp ph nkhông nhỏ. Tuy nhiên, với quy mô x y d ng có quy
hoạch như thế thì với mỗi công trình chúng ta c n phải kiểm tra địa
t ng đất cho từng khu v c và việc này cũng đã tốn rất nhiều kinh phí,
là một thành phố thuốc vùng s u thì để đ u tư một khoảng kinh phí
cho khảo sát địa chất với vi mô lớn như thế thì củng là vấn đề đáng
bàn cãi. Với số liệu địa chất sẵn có, các số liệu địa chất các công
trình trên địa bàn Thành phố Trà Vinh đã được đánh giá và phân tích
rất nhiều, d a vào số liệu đó chúng ta có thể nghiên cứu lập nên một

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


2

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

d ng hạ t ng giao thông;
- Đề xuất các giải pháp, biện pháp xử lý nền đất yếu hạ t ng
giao thông tại TTTP Trà Vinh; Sơ bộ đánh giá điều kiện ĐCCT của
đất nền khu v c nghiên cứu.
3. Đối tƣợng nghiên cứu
- Địa t ng ĐCCT khu v c nghiên cứu;
- Các chỉ tiêu cơ lý đăc trưng của đất nền;
- Phương pháp xử lý nền đất yếu khu v c nghiên cứu.
4. Phạm vi nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, tổng hợp, thống kê, tính toán
các tài liệu hố khoan ĐCCT, các kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu đặc
trưng cơ bản của đất nền , các báo cáo ĐCCT các dữ liệu lập bản đồ
ĐCCT, từ đó ứng dụng đưa ra phương pháp xử lý nền đất yếu hạ t ng
giao thông cho một tuyến đường D16 tại trung t m thành phố Trà
Vinh.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Thu thập thông tin:


3

+ Thu thập từ các đề tài, d án liên quan đến Lập Bản đồ
ĐCCT;
+ Thu thập từ các Báo cáo kết quả KS ĐCCT của các công
trình trong khu v c TP Trà Vinh;
+ Thu thập từ mạng về công nghệ xử lý nền đất yếu;
+ Thu thập các ph n mền liên quan về lập bản đồ ĐCCT ;
- Tổng hợp thống kê các chỉ tiêu cơ lý đặt trưng của đất nền.
- Phân vùng & sơ bộ đánh giá điều kiện ĐCCT;
- X y d ng các biện pháp xử lý nến đất yếu hạ t ng giao thông

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


4

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

công dụng khác nhau về mặt kinh tế.
+ Ph n loại bản đồ ĐCCT:
- Ph n loại theo nội dung: gồm bản đồ địa lý chung và bản
đồ chuyên đề.
- Ph n loại theo tỷ lệ gồm tỷ lệ bản đồ lớn, tỷ lệ trung bình
và tỷ lệ nhỏ
- Ph n loại theo mục đích sử dụng
- Ph n loại theo lãnh thổ
1.1.2. Mục đích và yêu cầu bản đồ ĐCCT
1.1.3. Các chương trình và phần mềm lập bản đồ ĐCCTtích
hợp công nghệ GIS
a. Tổng quan về GIS (Geographic Information System)
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một nhánh của công
nghệ thông tin, đã hình thành từ những năm 60 của thế kỷ trước
và phát triển rất mạnh trong những năm g n đ y. GIS là một hệ
thống máy tính và các thiết bị ngoại vi dùng để nhập, lưu trữ,
truy vấn, xử lý, ph n tích và hiển thị hoặc xuất dữ liệu.
1.1.3.1 Lập bản đồ ĐCCT bằng phần mềm MAPINFO
MapInfo là hệ ph n mềm GIS chuyên về quản lý dữ liệu
và in ấn bản đồ. Ưu điểm nổi bật của ph n mềm này là khả năng
hỏi đáp cơ sở dữ liệu địa lý mà sử dụng được các tài nguyên của
môi trường Windows.
1.1.3.2. Lập bản đồ ĐCCT bằng phần mềm ARCGIS
ArcGIS (ESRI Inc. - ): là hệ thống
GIS hàng đ u hiện nay, cung cấp một giải pháp toàn diện từ thu
thập / nhập số liệu, chỉnh lý, ph n tích và ph n phối thông tin
trên mạng Internet tới các cấp độ khác nhau như CSDL địa lý cá
nh n hay CSDL của các doanh nghiệp
1.1.4. Tool Arc Hydro Groundwater

5

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

- Hiển thị, truy vấn và ph n tích dữ liệu không gian kết hợp
với dữ liệu thuộc tính.
2.2. Thiết bị khảo sát
2.2.1. Máy GPSMap 60CSx
2.2.2. Máy thủy chuẩn


6

2.3. Khảo sát thực ịa ể thu thập số iệu tọa ộ các ỗ
khoan (x,y,z)
2.4. Tổng hợp, thống kê các báo cáo kết quả khảo sát
ĐCCT ã tích ũy, (hố khoan, mặt cắt ĐCCT, chiều dày các ớp
ại chất, các chỉ tiêu cơ
ặt trƣng của ất nền,...)
2.4.1. Tọa độ hố khoan[8]
a. Định nghĩa hố khoan.
Hố khoan còn gọi là lỗ khoan, giếng khoan, là công trình phục
vụ nghiên cứu, thăm dò, khai thác hoặc x y d ng, có dạng trục hẹp
và dài được khoan vào lòng đất, nhằm thu được các thông tin cụ thể
về thành ph n, tính chất, trạng thái của đất đá thông qua các mẫu lõi
khoan (Core sample) hoặc mùn khoan .
2.4.2 Mặt cắt ĐCCT
a. Định nghĩa .
Mặt cắt địa chất công trình được vẽ theo tuyến, tức là vẽ theo
thứ t các hố khoan nằm cạnh nhau và nối các lớp đất của các hố
khoan lại thành những lớp đất đồng nhất phản ánh ký hiệu các lớp
đất và mô tả của từng lớp.
2.4.3. Chiều dày các lớp ĐCCT
2.4.4 Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của nền đất.

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


7

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

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

Dưới đ y là một số mặt cắt địa chất được x y dụng từ
ph n mềm.


8

Mặt cắt ịa chất ƣờng Phạm Ngũ Lão

Hình 2.2 Mặt cắt địa chất Phạm Ngũ Lão (PNL-1) hoàn thiện
Ở hình vẽ trên, các lớp địa chất được nối lại với nhau để
tạo thành một mặt cắt địa chất. Mặt cắt địa chất được thể hiện là
lát cắt có tên PNL-1 như trên bản đồ. Đường màu xanh lam đang
được chọn đó chính là lát cắt PNL-1.
Trên mặt cắt địa chất PNL-1 có 6 lớp địa chất khác nhau
(ký hiệu theo HGUID) có chỉ tiêu cơ lý khác nhau:
 Lớp số 2: Bùn s t pha, bùn s t đôi chỗ kẹp cát, xám n u,
trạng thái chảy
 Lớp số 4: Bùn s t xám xanh, xám n u, trạng thái dẻo
mềm, dẻo chảy
 Lớp số 7: Cát nhỏ, rời đến chặt vừa (k m chặt)
 Lớp số 3: Cát nhỏ, xám xanh, xám n u, kết cấu k m chặt
đến chặt vừa.


9

 Lớp số 8: S t pha, vàng n u, xám n u, trạng thái dẻo
mềm
 Lớp số 5: S t, vàng n u, xám n u, trạng thái dẻo chảy
Mặt cắt ịa chất ƣờng D 5

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


10

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

 Lớp số 29: S t, vàng n u, n u đỏ, xen kẹp lớp laterit
cứng chắc, trạng thái cứng.
Các chỉ tiêu cơ lý được nội suy hoặc tính giá trị trung bình
từ số liệu của các lỗ khoan đã có. Ví dụ đối với lớp số 6,
OBJECTID=30 phạm vi của lớp này ph n bố trong 1 hố khoan
cuối cùng bên phải. Như vậy các chỉ tiêu cơ lý sẽ được nội suy
hoặc tính giá trị trung bình từ số liệu của 1 lỗ khoan này.

Hình 2.4: thể hiện các thông số của một lớp địa chất bất kỳ đã được
nội suy trong mặt cắt địa chất D15-1


11

2.8 Tạo mặt cắt 3D từ mặt cắt 2D
Mục đích của việc tạo mô hình 3D từ các mặt cắt 2D trong
phạm vi vùng nghiên cứu: D a vào mô hình 3D, ta sẽ dễ dàng nhận
thấy s ph n bố và phạm vi của các lớp địa chất theo không gian 3
chiều. Từ đó có thể dễ dàng nội suy được tương đối địa chất trong
phạm vi giữa các mặt cắt địa chất. Kết hợp với phương pháp chuyên
gia, thì việc đánh giá này sẽ có hiệu quả tích c c;
Sau khi tạo được các mặt mắt địa chất 2D từ quá trình nội suy
modun trong ph n mềm ArcGis tích hợp AHGW ta chuyển từ dữ
liệu 2D sang mô hình 3D như một số hình dưới đ y.

Hình 2.5 Mặt cắt 3D của một vùng trên bản đồ giao thông Trà Vinh
 Từ mô hình 3D, ta dễ hình dung được s thay đổi về địa
chất trong một khu v c cụ thể tại vùng trung tâm thành phố Trà
Vinh.
 Trong hai mô hình trên, ta có thể thấy bề dày của các lớp sẽ

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


12

TIM ĐƯỜNG

7 m

2%

7 m

2%

7 m

2%

7 m

2%

6 m

.5

6 m

2%

1:1

.5

2%

1:1

CHỈ GIỚI ĐƯỜNG ĐỎ

CHỈ GIỚI ĐƯỜNG ĐỎ

CHƢƠNG 3
ỨNG DỤNG BẢN ĐỒ ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH ĐƢỢC LẬP
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ CHO MỘT TUYẾN GIAO
THƠNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ TRÀ VINH
3.1. Đối với tuyến Quy hoạch thiết kế mới D16
3.1.1. Xác định các mặt cắt ngang D16
Từ bản đồ quy hoạch giao thơng 2020 t m nhìn 2030 kèm
theo các thơng số kích thước hình học, cấp đường do bộ x y d ng
quy hoạch trong tương lai, từ các số liệu đã được quy hoạch đề tài
đưa ra mặt cắt ngang đặc trưng cho tuyến D16.
Tuyến D16 là một tuyến đường trục chính của thành phố Trà
Vinh trong năm tương lai với 4 làn xe cơ giới và 2 làn xe thơ sơ có
thể giải qut vấn đề kẹt xe cho người tham gia giao thơng trên
tuyến xã long đức về phía t y Trà Vinh.

MẶT CẮT TUYẾN ĐƯỜNG D16

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


13

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

Lớp

HGUID

Mô tả địa tầng

Dung
Dung
trọng
trọng khô
ướt

(g/cm3)
(g/cm3)

Hệ số
rỗng eo

Hệ số nén
Modun
lún
biến dạng
(cm2/kG) (kG/cm2)

Góc
Lực dính
nội ma
c
sát φ
(KG/cm2)
(độ)

Hệ số thấm (m/ngày)
Kx

Ky

Hệ số
possoin

67-69

1

7

Cát nhỏ rời đến kém chặt

1.80

1.41

0.879

0.010

84.70

26°49'

0.030

0.151

0.151

0.25

98

1a

25

Cát mịn kết cấu kém chặt

1.91

1.51

0.757

0.017

98.70

22°27'

0.030

0.151

0.151

0.25

91

1b

1

Cát nhỏ vàng nâu xám nâu kết cấu
kém chặt

1.86

1.49

0.779

0.022

78.50

27°42'

0.035

0.151

0.151

0.25

67-6991-98

2

2

Bùn sét kẹp cát xám nâu trạng thái

chảy

1.66

1.11

1,372

0.122

17.2

04°07'

0.066

98

3a

25

Cát mịn xám đen kết cấu kém chặt

1.90

1.52

0.757

0.015

97.6

22°56'

0.031

0.151

0.151

0.25

67-69

3

6

Cát pha xám xanh đen trạng thái dẻo

1.89

1.50

0.782

0.015

74.4

18°40'

0.087

0.151

0.151

0.25

91

3b

1

1.86

1.49

0.779

0.020

78.5

27°42'

0.035

0.151

0.151

0.25

67-6998-91

4

2

1.68

1.13

1,321

0.120

17.2

03°45'

0.068

98

5a

6

Cát pha lẫn sỏi sạn trạng thái dẻo

1.96

1.66

0.611

0.028

67.7

22°53'

0.098

1.91

1.60

0.679

0.025

75.9

17°06'

0.385

1.96

1.62

0.679

0.023

75.0

16°50'

0.310

1.98

1.60

0.706

0.026

63.3

14°38'

0.398

2.0*10^-4

2.0*10^-4

0.35

1.97

1.57

0.743

0.024

71.8

15°41'

0.49

2.1*10^-4

2.1*10^-4

0.35

Cát nhỏ xám xanh xám nâu kết cấu
kém chặt

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

67-69

5b

23

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

67

5c

29

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

98-91

5

9

67-69

6

10

Sét xen kẽ màu vàng nâu, xám nâu
xám trắng, trạng thái nữa cứng
Sét vàng nâu nâu vàng xám trắng trạng
thái nữa cứng

2.16*10^-4 2.16*10^-4

2.08*106-4 2.08*10^-4

0.35

0.35

0.151

0.151

0.25

1.9*10^-4

1.9*10^-4

0.35

1.98*10^-4 1.98*10^-4

0.35


14

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

Mặt cắt

Vị trí mặt cắt

Chiều cao
đắp

Lòng
đường (m)

1-1

N8 – Hùng Vương

1.5

14

2-2
3-3

Hùng Vương – N12
N12 – N14

1.5
1.5

14
14

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


15

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

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

Hình 3.4 Hệ số ổn định đắp nền đường

Hình 3.5 Biểu đồ lún tại MC 1-1 đoạn N8 – Hùng Vương
Đánh giá: Độ ổn định khi gán tải trọng xe đạt được 1.02, Độ
lún cuối cùng theo phương thẳng đứng (áp l c nước <1 kN/m2):
62,12cm, Tốc độ lún lớn nhất theo phương đứng 1,9 mm/ng.d, theo
phương ngang 0.297 mm/ng.đ.


16

Kết luận: Độ ổn định và độ lún vượt quá giới hạn cho ph p
theo 22TCN262-2000, ta c n dùng biện pháp xử lý sẽ được trình bày
ph n sau.

b/ Tính toán chiều sâu cắm bấc thấm và độ lún cuối cùng theo
22TCN 262-2000. (mục 3.1.3.3 a)
Tính toán độ lún nền đường theo phương pháp cộng lún từng
lớp.
Tài liệu tham khảo chính:
- Tiêu chuẩn x y d ng TCXD 54-78
- Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu
22TCN262-2000.
- Giáo trình cơ học đất của giáo sư N.A.Xuwtovich–nhà xuất
bản Mir Maxccova 1987
- Giáo trình cơ học đất chủ biên G.S.Vũ Công Ngữ, nhà xuất
bản Giáo dục, 1995.
2

2

l

3

1

k

z=2m

M2

1

2
q

n

s

n
b"

2
m

q



a

b1

b'

b2

M1

a

M3

Hình 3.12 Mô hình tính toán tuyến D16 mặt cắt 1-1 N8- Hùng
Vương
Bên phải
Bên trái
a
3.000
a
3.000
b
7
b
7
Chiều sâu ứng suất tác dụng tuyến D16 MC 1-1, đoạn N8 – Hùng
Vương (Bảng 3.2)


17

Hình 3.6 : Biểu đồ ứng suất
- Độ lún tổng cộng S được d đoán theo quan hệk inh nghiệm sau:
S= m*Sc
Trong đó + m: hệ số kinh nghiệm m=1.3
+ Sc: độ lún cố kết
- Độ lún tức thời Si được tính toán theo quan hệ kinh nghiệm sau
+ Si = (m-1)*Sc
- Độ lún cố kết Sc được tính toán theo các công thức sau:
+ Với các lớp đất cố kết thông thường ( бvz >бpz)

Hi

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

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

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

c
i  r
 ipz
i 1 1  e0
n

Sc  

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

Hi 
 zi   vzi 
Sc  
C lg(
)
i  r
 vzi
i 1 1  e0 

n

Trong đó : Sc : Độ lún cố kết
Hi : Bề dày lớp đất tính toán thứ i
Eo : Hệ số rỗng của lớp đất thứ i trạng thái t nhiên
Cci : Chỉ số n n lún cho đất quá cố kết
Cri : Chỉ số n n lún cho đất cố kết bình thường
бvzi : Âp l c do trọng lượng bản th n các lớp bên trên
lớp i

18

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

Tv 

Ch
t
l2

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

(

za2
hi
)2

Cvi

Hi : Chiều dày các lớp đất
Cvi: Hệ số cố kết của lớp đất thứ i

Hình 3.7. Biểu đồ lún tại mặt cắt 3-3, đoạn N8 – Hùng Vương


19

Hình 3.8:Biểu đồ lún khi tính bằng Plaxis và 22TCN262-2000
Đánh giá và nhận xét:
- Độ lún cuối cùng khi tính toán bằng PLAXIS là 61,12 cm
khi tính toán d a trên 22TCN262-2000 là 58,35 cm, độ lún cuối
cùng có giá trị xấp xỉ nhau khi tính theo 2 phương pháp.
- Độ cố kết khi tính toán d a trên Plaxis khi thi công đắp đất
nền đường phải chờ cho lớp đất yếu đạt được độ cố kết là U%=
50,92 %. khi tính toán theo 22TCN 262-2000 thì U% =48.59 %.
- Độ chênh lệch khi tính bằng PLAXIS và khi tính theo
22TCN262-2000 là 4.58 %
- Xu hướng phát triển lún, khi tính theo 22TCN262-2000
đường cong lún thoãi hơn khi tính theo Plaxis.
Kết luận 2 phương pháp tính toán:
Tính toán độ lún trên ph n mềm Plaxis và tính theo
22TCN262 – 2000 có độ lún chênh lệch nhỏ, độ cố kết xấp xỉ nhau,
thời gian chờ cố kết chênh lệch không lớn . Qua đó có thể dùng
Plaxis để tính toán cho các tuyến quy hoạch có thể được xây d ng
trong tương lai.
3.1.4. Đề xuất các giải pháp xử lý
Phƣơng pháp I: Đào một ph n đất yếu + vải địa k thuật.

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


20

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

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

Hình 3.10 Ổn định đắp trực tiếp

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


21

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

pháp để tăng ổn định khi đắp nền đường.
3.1.5.2: Xử lý đối với trường hợp không thỏa mãn mục 3.1.5.1
 Tuyến D 6: Mặt cắt 1-1, đoạn nút giao N8 – Hùng Vương
a: / Tính toán d a trên ph n mềm PLAXIS.
Xử dụng bấc thấm DVI khoảng cách giữa các bấc thấm 1.4m
chiều s u cắm bấc 19m(theo chiều s u ứng suất tác dụng nền đường
) + 2 lớp vải địa k thuật vải địa có cường độ chịu k o 25kN/m

Hình 3.12. Mô hình tính toán tuyến D16

Hình 3.13. Ổn định các giai đoạn tính toán tuyến D16

Hình 3.14Biểu đồ lún khi dung bấc thấm tại điểm tim đường tuyến
D16


22

Đánh giá:
- Khi dùng phương pháp xử lý bằng bấc thấm ổn định khi gán
tải trọng xe : 1.401, biểu đồ ổn định có xu hướng tăng d n;
- Tốc độ lún max theo phương ngang 3.774 (mm/ ngđ), tốc độ
lún max theo phương dọc là 5.6 (mm/ngđ);
- Độ lún cuối cùng khi áp l c nước bằng 1kN/m2 là 53.37, biểu
đồ lún có xu hướng lún nhanh ở thời gian đ u, thời gian để nước
trong đất đạt được độ cố kết khi áp l c nước <1 kN/m2 c n 475
ngày.
Kết luận: Biện pháp xử lý bằng bấc thấm + 2 lớp vải địa đảm
bảo ổn định và tốc độ lún theo tiêu chuẩn 22TCN 262-2000. Vậy mặt
cắt 1-1, đoạn nút giao N8 – Hùng Vương Đạt độ ổn định cho ph p và

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


23

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

lớp địa chất có thể phục vụ giai đoạn quy hoạch, lập d án, thậm
chí là giai đoạn thiết kế k thuật, … giảm chi phí đ u tư khảo sát
địa chất công trình trong vùng trung tâm TP Trà Vinh;
- Qua kiểm tra ổn định – lún cho tuyến D16, việc ứng dụng
bản đồ để xuất mặt cắt dọc đại chất cho thấy rất nhanh chóng,
thuận lợi khi kết hợp ph n mềm Plaxis để kiểm toán các giải
pháp xử lý nền đường trên nền đất yếu
Kiến nghị.
- Sau quá trình nghiên cứu, nghiên cứu nhận thấy khả năng tạo ra
giá trị th c tế cho xã hội, cho các cá nh n của đề tài là rất lớn nếu nó
được áp dụng th c tế. Vì vậy mô hình này c n được bổ sung, hoàn
thiện trong tương thời gian tới. Nhược điểm của ph n mềm đó là nếu
dữ liệu địa chất ( các lỗ khoan địa chất ) quá ít và không đều sẽ khiến
tính chính xác của nó không được đánh giá cao. Vì vậy hướng phát
triển đề tài nghiên cứu là đề nghị bổ sung thêm các lỗ khoan địa chất,