Đề cương địa chất công trình có lời giải

TRÁI ĐẤT VÀ VỎ TRÁI ĐẤT
Câu 1
Trình bày các đặc điểm về điều kiện thành tạo, kiến trúc, cấu tạo của đá magma? Từ đó nêu các
đặc tính xây dựng cơ bản của nó?
Đá magma là loại đá được thành tạo do sự đông cứng của dòng dung nham magma nóng chảy
phun nên từ trong lòng đất. Dòng dung nham này là dung dịch silicat nóng chảy có thành phần phức
tạp và chứa các loại khí, hơi nước khác nhau.
Dựa vào vị trí thành tạo, người ta chia đá magma thành 3 loại:
- Đá magma xâm nhập sâu: Vị trí thành tạo ở độ sâu hơn 3 km;
- Đá magma xâm nhập nông: Được tạo thành ở độ sâu từ từ 0 đến 3 km;
- Đá magma phun trào: Được thành tạo trên mặt đất.
Các loại đá magma thành tạo ở những vị trí khác nhau sẽ có các đặc điểm khác nhau về thành
phần, cấu trúc, tính chất,…
b, Kiến trúc
khi nghiên cứu đá magma, mức độ kết tinh, tức là độ lớn và hình dạng của tinh thể khoáng vật và
mức độ đồng đều của nó là cơ sở đặc trưng cho kiến trúc của đá.Kiến trúc của đá phản ánh nguồn gốc
của chúng và trên một mức độ nhất định đoán biết điều kiện thế nằm.
+ Theo mức độ kết tinh có các loại kiến trúc:
- Kiến trúc toàn tinh: tất cả các khoáng vật trong đá đều kết tinh, ranh giới phân cách giữa chúng
rõ rệt có thể nhìn thấy bằng mắt thường . Kiến trúc này đặc trưng cho đá xâm nhập.
- Kiến trúc pocfia: chỉ tháy bằng mắt thường một số tinh thể lớn rải rác trên nền tinh thể rất nhỏ (
tinh vi ) hay thủy tinh. Kiến trúc này thấy ở đá phun trào, trong các mạch đá.
- Kiến trúc ẩn tinh: tinh thể rất nhỏ không phân biệt được bằng mắt thường chỉ thấy dưới kính
hiển vi.
- Kiến trúc thủy tinh: các khoáng vật trong đá ở dạng thủy tinh.
+ Theo kích thước hạt có các loại kiến trúc :
- Kiến trúc hạt lớn (d > 5mm).
- Kiến trúc hạt vừa (d = 2-5mm).
- Kiến trúc hạt nhỏ (d = 2-0,2mm).
- Kiến trúc hạt mịn (d < 0,2mm).
c, Cấu tạo

+ Theo sự định hướng của khoáng vật trong đá chia ra:
- Cấu tạo khối ( cấu tạo đồng nhất ): các khoáng vật tạo đá sắp xếp không theo một sự định
hướng nào, theo các hướng bất kì thành phần của khoáng vật đều như nhau;
- Cấu tạo dải ( cấu tạo dòng): các khoáng vật trong đá tập hợp thành từng dải theo phương dịch
chuyển của dòng dung nham.
+ Theo mức độ sắp xếp chặt sít chia ra:
- Cấu tạo đặc sít: khi trong đá không có lỗ rỗng;
- Cấu tạo lỗ rỗng: khi trong đá có các lỗ rỗng được tạo thành do sự thoát khí và hơi nước từ dòng
dung nham.
Cấu tạo khối đảm bảo sự đẳng hướng về các tính chất vật lý, cơ học của đá.Các lọa cấu tạo dải, cấu
tạo lỗ hổng tạo ra tính định hướng cũng như làm giảm cường độ, sự ổn định đối với phong hóa.
d, Tính chất xây dựng


Nhìn chung, hầu hết các khoáng vật tạo thành đá magma liên kết với nhau bằng mối liên kết hóa
trị bền vững và được tạo thành ở điều kiện nhiệt độ cao. Do vậy, các đá magma thường có độ bền cao,
không hòa tan trong nước. Độ lỗ rỗng của đá rất nhỏ (<1%), riêng đá phun trào có lỗ rỗng thay đổi lớn
từ 19 – 60% ở tuf núi lửa ( loại đá phun trào chứa vật liệu núi lửa ), dung làm nền thiên nhiên cho
nhiều công trình đều rất ổn định. Nhưng cần lưu ý đến mức độ phong hóa và nứt nẻ của đá vì chúng
làm cho độ bền của đá giảm đi đáng kể, ảnh hưởng đến độ ổn định của công trình trên nó

Câu 2
Từ điều kiện hình thành, hãy phân tích đặc tính xây dựng cơ bản của các loại đá magma?

Câu 3
Trình bày nội dung phân loại đất đá theo mục đích xây dựng?
Đất đá được phân thành 5 nhóm chủ yếu :
Đá cứng- đá rắn chắc : Là loại hoàn hảo nhất về mặt xây dựng công trình. Chúng được phân biệt
bởi độ bền và độ ổn định cao, độ biến dạng bé và độ ngấm nước yếu. Loại đá như vậy thuận lợi
cho xấy dựng bất cứ công trình nào và thường không phải áp dụng các biện pháp để đảm bảo sự ổn

định của công trình
Đá nửa cúng – đsa tương đối rắn chắc : có độ bền và độ ổn định thấp hơn đá cứng, độ biến dạng
lớn hơn, độ ngấm nước đáng kể hoặc cao. Chúng thường nứt nẻ nhiều, còn các đá bị hoà tan thì
hay có hang hốc thuy vẫn có độ bền cao khi thí nghiệm mẫu. Thường được phân biệt bởi tính
không đồng nhất và tính dị hướng rõ rệt. Không thuận lợi cho việc xây dựng bằng đá cứng
Đất rời xốp : cát, cuột, sỏi, dăm, sạn không gắn kết và hoàng thổ, giữ ẩm nhiều, thấm nước kém,
có tính dính, độ bền phụ thuộc độ chặt kết cấu.
Đất mềm dính : sét, sét pha, cát pha và hoàng thổ, giữ ẩm nhiều, thấm nước kém, có tính dính, độ
bền phụ thuộc độ chặt và độ ẩm
Điều kiện xây dựng trên hai loại đất này thường kèm nhiều hạn chế lớn.
Đất đá có thành phần, trạng thái và tính chất đặc biệt : đá vôi bị karst hoá mạnh, đất nhiễm mặn,
đất lún ướt, than bùn… Đặc trưng của chúng là rất yếu về mặt xây dựng,

Câu 4
Phân loại đất đá trên vỏ Trái Đất theo nguồn gốc thành tạo?
Đất đá được phân loại thành 3 nhóm : đá magma, đất đá trầm tích, đá biến chất.
Đá magma : Đá magma được thành tạo do sự nguội lạnh và đông cứng của dòng dung nham nóng chảy
phun lên từ lòng đất
Dựa vào vị trí thành tạo, người ta chia đá magma làm 3 loại :
Đá magma xâm nhập sâu
Đá magma xâm nhập nông
Đá magma phún trào
Đá trầm tích :

Được tạo thành do kết quả tích tụ và biến đổi tiếp theo của các vật liệu trầm tích có nguồn
gốc khác nhau.
Đá trầm tích :
Đất đá trầm tích vụn cơ học :
Đất đá trầm tích sét
Đất đá trầm tích hoá học và sinh hoá

Đá biến chất
Đá biến chất được tạo thành do sự biến đổi sâu sắc của đá magma và đất đá trầm tích dưới tác
dụng của áp lực lớn, nhiệt độ cao và các chất có hoạt tính hoá học
Biến chất động lực :
Biến chất tiếp xúc
Biến chất khu vực

Câu 5
Nêu tên các nhóm đá trầm tích chủ yếu và cho biết chúng được phân chia theo nguyên tắc nào?
Căn cứ vào điều kiện tạo thành, đá trầm tích được chia làm 3 loại:
-

Đá trầm tích cơ học

Đá trầm tích cơ học được hình thành từ sản phẩm phong hoá của nhiều loại đá, thành phần khoáng
vật rất phức tạp. Có loại hạt rời phân tán như cát sỏi, đất sét; có loại các hạt rời bị gắn với nhau bằng
chất gắn kết thiên nhiên như sa thạch, cuội kết. Đá trầm tích cơ học được phân loại chi tiết hơn dựa
trên thành phần độ hạt (xemkích thước hạt) cả độ hạt trung bình và khoảng dao động của độ hạt để
phân loại và thành phần xi măng gắn kết chúng, và được định tên từ loại đá hạt thô cho đến đá sét.
Theo các thang phân chia độ hạt khác nhau mà việc phân chia đá trầm tích cũng như tên gọi của đá
trầm tích cơ học cũng khác nhau.





Các loại đá hạt thô dựa trên độ mài tròn được chia thành loại tròn cạnh (cuội, sỏi kết) và loại
sắc cạnh (dăm kết).

Các loại đá có độ hạt vừa là cát (nếu rời rạc) hay cát kết (nếu gắn kết).
Loại đá hạt mịn được gọi là bột hay bột kết.
Loại nhỏ nhất là đá sét. Riêng đối với đá sét, việc phân loại và định tên dựa trên thành phần
các khoáng vật sét
-

Đá trầm tích hoá học

Loại đá này được tạo thành do các chất hoà tan trong nước lắng đọng xuống rồi kết lại. Đặc điểm là hạt
rất nhỏ, thành phần khoáng vật tương đối đơn giản và đều hơn đá trầm tích cơ học. Loại này phổ biến
nhất là đôlômit, manhezit, túp đá vôi, thạch cao, anhydrit và muối mỏ.
-

Đá trầm tích hữu cơ

Đá trầm tích hữu cơ được tạo thành do sự tích tụ xác vô cơ của các loại động vật và thực vật sống
trong nước biển, nước ngọt. Đó là những loại đá cacbonat và silickhác nhau như đá vôi, đá vôi vỏ
sò, đá phấn, đá điatômit và trepen

Câu 6
Hãy trình bày điều kiện thành tạo, kiến trúc, cấu tạo của đá trầm tích? Từ đó hãy đánh giá các đặc
tính xây dựng chủ yếu của đá trầm tích?
Điều kiện tạo thành đá trầm tích :
Được tạo thành do quá trình tích tụ và biến đổi tiếp theo của các trầm tích có nguồn gốc khác nhau
Cấu trúc đá trầm tích :
Cấu trúc đá trầm tích rất đa dạng, phức tạp, trong đá trầm tích có đủ các loại các liên kết : liên kết
tinh, liên kết xi măng, liên kết nước.


Cấu trúc của các mảnh vụn :

Theo kích thước :
Cấu trúc hạt lớn
Cấu trúc hạt dăm
Cấu trúc hạt sạn, sỏi
Cấu trúc hạt bột
Cấu trúc hạt cát
Cấu trúc hạt sét
Theo hình dáng :
Cấu trúc góc cạnh
Cấu trúc nửa góc cạnh
Cấu trúc tròn
Cấu trúc vát tròn
Cấu trúc xi măng
Cấu trúc xi măng kiểu cơ sở
Cấu trúc xi măng kiểu tiếp xúc
Cấu trúc xi măng kiểu lấp đầy
Cấu trúc : tự hình
Cấu trúc : vô định hình
Cấu trúc : sinh vật. mang sinh vật
Tính chất xây dựng :
Tuỳ từng loại đất mà có tính chất xây dựng khách nhau. Nhìn chung đá trầm tích ổn định với tác
nhân phong hoá hơn magma. Các tính chất này thay đổi khi thành phần thay đổi.

Câu 7
Hãy trình bày điều kiện thành tạo, kiến trúc, cấu tạo của đá biến chất? Từ đó hãy đánh giá các đặc
tính xây dựng chủ yếu của đá biến chất?
Đá biến chất được thành tạo do sự biến đổi sâu sắc của đá magma và đất đá trầm tích dưới tác dụng áp
lực lớn, nhiệt độ cao và các chất có hoạt tính hoá học.
Các tác nhân gây biến chất chủ yếu là nhiệt độ, áp suất và dung dịch biến chất, có thể tác dụng đồng
thời hoặc riêng rẽ

Dựa vào tác nhân biến chất chủ yếu, người ta chia ra 3 kiểu biến chất cơ bản sau:
+ Biến chất tiếp xúc: xảy ra dưới tác dụng của khối dung dịch magma nóng chảy xâm nhập vào các
khối đá có trước
+ Biến chất động lực (cà nát): Loại này xảy ra dưới áp lực cao
+ Biến chất khu vực: Là loại biến chất xảy ra ở dưới sâu dưới tác dụng đồng thời của áp lực lớn và
nhiệt độ cao  Kiến trúc: - Kiến trúc biến tinh: các tinh thể khoáng vật tái nóng chảy kết tinh lại ở các
mức độ khác nhau. - Kiến trúc milonit: do tác dụng của lực ép kiến tạo, các tinh thể bị miết, nghiền
nát và có thể được các khoáng vật khác gắn kết lại. - Kiến trúc vẩy: thể hiện trong quá trình biến chất
hình thành các khoáng vật dạng vảy, dạng phiến, định hướng dưới tác dụng của áp lực. * cấu tạo :
- Cấu tạo khối: các khoáng vật phân bố đều đặn trong đá, không có sự định hướng, thường xảy ra trong
đá biến chất tiếp xúc.
- Cấu tạo phân phiến: các hạt khoáng vật có dạng phiến mỏng kéo dài và sắp xếp song song nhau,
thường hình thành trong biến chất khu vực.
- Cấu tạo gneis (cấu tạo dải): các dạng khoáng vật có dạng trụ, dạng tấm xếp định hướng thành các dải
song song, giữa các dải thường là khoáng vật dạng hạt. Loại này đặc trưng cho đá biến chất cao.


* đặc tính chủ yếu xây dựng của đá biến chất : Đá biến chất không thấm nước, không hoà tan trong
nước, nó có đặc trưng biến dạng dưới tác dụng ngoại lực như vật thể giả đàn hồi. Khi sử dụng đá phân
phiến làm nền công trình, cần chú ý đến tính dị hướng của chúng.

TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT ĐÁ
Câu 1
Phân loại đất đá theo ĐCCT?

Câu 2
Trình bày Tính chất vật lý của đất?

Câu 3
Trình bày tính ổn định của đất đá đối với nước?

Được đặc trưng bằng độ hóa mềm và được đánh giá bằng hệ số hóa mềm. Hệ số hóa mềm là tỷ số giữa
sức chống nén tức thời một trục của mẫu đá sau khi bão hòa nước và độ bền nén tức thời một trục
trước khi bão hòa nước:
Km = Rnbh / Rnk
+ Rnbh : độ bền kháng nén tức thời của mẫu đá ở trạng thái bão hòa
+ Rnk : độ bền kháng nén tức thời của mẫu đá ở trạng thái khô
Km phụ thuộc vào loại đá : Đá cứng K m > 0,9 với đá chịu nước ; 0,7 – 0,8 với đá kém chịu nước ; đá
nửa cứng Km < 0,5; với đá không chịu nước ( khi bão hòa nước thì đá bở, tách lớp) thì Km = 0.
Nguyên nhân gây hóa mềm là do :
Khi bão hòa nước, đá chịu tác dụng của một cột nước mạnh, cột nước gây ra ứng xuất bên
trong làm giảm độ bền cơ học của đá.
Hơi nước khi xâm nhập vào vi khe nứt và lỗ rỗng gây ra áp lực chèn của các mành mỏng, có
thể đạt tới hàng chục hàng trăm kG/cm2 và lớn hơn làm giảm độ bền của đá.
Do sự hòa tan, rửa lũa của các vật liệu gắn kết của đá trầm tích. Cũng có thể do nước ngấm
không đều, sinh ra áp lực cục bộ trong đá, gây ra sự nứt nẻ và làm giảm độ bền của đá.
Sự bão hòa, được làm khô, co ngót, lặp đi lặp lại nhiề lần gây ra ứng suất phs hủy đá, làm giảm
khả năng ổn định của các loại nước của các loại đá.


Câu 4
Trình bày tính chất nén lún của đất?

Câu 5
Trình bày về sức kháng cắt của đất?

NƯỚC DƯỚI ĐẤT
Câu 1
Thế nào là điều kiện thế nằm của một tầng chứa nước? Phân loại nước dưới đất theo điều kiện thế
nằm? Vẽ hình minh họa?

Câu 2
Trình bày đặc điểm của các tầng chứa nước theo điều kiện thế nằm của chúng?
a) Tầng chứa nước thượng tầng
Là tầng chứa nước nằm trên một thấu kính sét ở đới thông khí , thường gặp trong tầng đất rời,
đới phong hoá nứt nẻ và đá bị karst hoá. Địa hình thành tạo nước thượng tầng thuận lợi là nơi
địa hình bằng phẳng hoặc hơi hơi trũng, ở thềm sông,... Ở nước ta gặp phổ biến trong đất đá vỏ
phòng hóa vùng gò đồi miền trung du.

Hình 3.1: Nước thượng tầng
1-Tầng chứa nước thượng tầng;
2-Thấu kính sét; 3-Tầng chứa nước không áp
Động thái nước thượng tầng phụ thuộc vào lượng mưa và nước thải ngấm xuống; phụ thuộc
chiều dày, quy mô và chiều sâu của thấu kính cách nước.
Nước thượng tầng có thể gây ảnh hưởng đến trạng thái, độ ổn định của nền đất dưới
công trình, gây khó khăn cho công tác thi công hố móng, đường hầm,...
b) Tầng chứa nước không áp (nước ngầm)
- Là tầng chứa nước thứ nhất kể từ mặt đất, có liên hệ với đới thông khí. Phía trên nó không có
tầng cách nước (nếu có chỉ là tầng cách nước cục bộ), phía dưới thường có tầng cách nước liên
tục (hình 3.2).


Hình 3.2: Mặt cắt, cấu tạo tầng nước không áp
1-Tầng nước không áp; 2-Đới thông khí; 3-Mực nước; 4-Chiều dòng thấm;
5-Đáy cách nước; 6-Nước áp cục bộ; 7-Nước thượng tầng; 8-Mạch nước;
A-Miền cung cấp; B-Miền thoát
-

-

-

Nước ngầm thường chứa trong trầm tích xốp rời, đá nứt nẻ hoặc đá bị karst hoá.
Khoảng cách từ mực nước ngầm đến đáy cách nước là chiều dày tầng chứa nước, nó thường
nhỏ, thay đổi từ vài mét đến trên dưới chục mét, nhưng diện phân bố lại rất lớn, từ vài trăm mét
đến vài nghìn mét. Do đó có thể khai thác sử dụng trong sinh hoạt.
Động thái của nước ngầm (tức là sự biến đổi của mực nước, lưu lượng, nhiệt độ, thành phần
của của nước theo thời gian) thay đổi theo mùa và phụ thuộc vào nước mưa, nước mặt ngấm
xuống; miền cung cấp và tàng trữ trùng nhau; nước ngầm có quan hệ mật thiết với các bồn
nước mặt.
Trong xây dựng, tầng nước ngầm thường ở vào độ sâu đặt móng công trình, nên nó thường gây
trở ngại cho thi công và bảo vệ móng công trình. ở vùng sườn dốc, mái kênh,... nước ngầm dao
động gây xói ngầm và sạt lở mái dốc.

b) Tầng chứa nước áp lực (nước actezi)

Hình 3.3: Mặt cắt, cấu tạo tầng nước áp lực (actezi)
1-Tầng nước có áp; 2, 3-Tầng cách nước; 4-Mực áp lực; 5-Giếng phun;
M-Chiều dày tầng chứa nước; H-Chiều cao cột áp lực;
A-Miền cung cấp; B-Miền tàng trữ; C-Miền thoát
-

Là tầng chứa nước nằm giữa 2 tầng cách nước liên tục, có mực áp lực cao hơn nóc tầng chứa
nước - đáy tầng cách nước bên trên, do đó tạo ra áp lực và không có mặt thoáng tự do (hình
3.3). Tầng chứa nước này thường được hình thành ở vùng đất trũng dạng nếp lõm hoặc cấu tạo
đơn nghiêng, hình thành trước đệ tứ.


-

-

Miền cung cấp của tầng chứa nước áp lực thường rất xa và tầng chứa nước ở sâu nên nước có
độ sạch cao, lưu lượng khá ổn định, động thái ít thay đổi theo mùa. Chúng là đối tượng tìm
kiếm, khai thác phục vụ sinh hoạt và công nghiệp.
Nước áp lực có thể gây ra hiện tượng bục đáy hố móng khi thi công, tạo áp lực nước ở đáy
móng, áp lực lên vỏ áo các công trình ngầm.

Hình 3.4: Ảnh hưởng của nước áp lực tới hố móng
Khi thi công, điều kiện để cho đáy hố móng không bị bục là trọng lượng của tầng cách nước ở
đáy hố móng phải bằng hoặc lớn hơn áp lực đẩy ngược của nước áp lực (hình 3.4), tức là:
γwt  γn(h + t) (3.1)
trong đó:
γw là khối lượng thể tích của đất ở tầng cách nước;
t là bề dày tầng cách nước ở đáy hố móng;
γn là khối lượng riêng của nước;
h là độ cao mực nước áp lực trên đáy hố móng.

Câu 3
Các thành phần hóa học chủ yếu của nước dưới đất? Phương pháp biểu diễn thành phần hóa học
của nước dưới đất theo công thức Kurlov (Cuốc - lốp)?
Thành phần hóa học: Trong thành phần hóa học của nước dưới đất có đến hơn 60 nguyên tố trong
bảng tuần hoàn Men-đê-lê-ép. Các nguyên tố này chứa trong nước dưới các dạng:
- Ion: Na+, Ca2+, Mg2+ , Fe2+ , Cl- , HCO3-, SO42-, …
- Phân tử: O2, CO2, H2S , CH4, N2,…
- Keo: H2SiO3, Fe(OH)3,…
Ngoài ra trong nước còn có các chất hữu cơ như: humin, bitum, phê-nôn,…
1. Các chất khí trong nước
Trong nước chủ yếu có các loại khí:
* Khí O2: hòa tan trong nước, cung cấp bởi oxy từ không khí và từ phản ứng quang hợp của TV. Hàm
lượng giảm dần theo chiều sâu, nước có hàm lượng O 2 cao sẽ làm tăng phản ứng oxy hóa gây ăn mòn

đối với kim loại.
* Khí CO2: cung cấp cho NDĐ từ không khí và khí quyển, bởi quá trình tách CO2 từ phản ứng hóa


học và sinh học xảy ra trong các lớp đất đá trong vỏ Trái đất. Hàm lượng thường từ 15 ~ 40mg/L (ít
khi vượt quá 150 mg/L). Sự có mặt của CO2 làm tăng khả năng ăn mòn của NDĐ đối với bê tông.
* Khí H2S (sunfua hydro): tồn tại trong NDĐ phân bố ở độ sâu lớn (kết quả của quá trình khử sunfat
trong môi trường Clorua hydro) và ở khu vực đầm lầy (các chất hữu cơ phân hủy trong MT thiếu ô
xy). Có tính ăn mòn đối với bê tông nên khi XD trong khu vực đầm lầy cần chú ý phân tích thành phần
hóa học của NDĐ.
* Các khí khác: ngoài ra trong nước còn có các chất khí khác như Mêtan (CH 4), Nitơ (N2), các khí
hiếm (Hêli, Neon, Argon...).
- Mặc dù chiếm hàm lượng không đáng kể, tuy nhiên sự có mặt của các chất khí trong NDĐ lại là một
dấu hiệu quan trọng trong việc phản ánh môi trường địa hóa mà nó tồn tại, hàm lượng của một số chất
khí ảnh hưởng đến mức độ hòa tan các muối trong NDĐ, đồng thời nó còn là chỉ tiêu quan trọng để
đánh giá giá trị sử dụng của nước dưới đất.
2. Các cation:
Các cation
Đặc điểm cơ bản
chủ yếu
Nguồn cung cấp là nước biển và đại dương, quá trình phong hóa đá xâm nhập, phản
Na+
ứng hòa tan các vỉa muối , phản ứng trao phản ứng trao đổi,...
hàm lượng biến thiên rộng từ một vài mmg/l đến vài chục g/l.
K+
Ít gặp trong NDĐ, thường biến đổi do trao đổi chất của sinh vật và hấp phụ của sét
Gặp trong NDĐ có độ khoáng hóa cao, phụ thuộc vào hòa tan muối chứa Ca,
Ca2+
trao đổi hấp phụ với Na
Mg2+

Hàm lượng không đáng kể
3. các anion
Các anion chủ
Đặc điểm cơ bản
yếu
Phân bố rộng rãi trong NDĐ nhưng hàm lượng không đáng kể, nguồn cung cấp chủ
yếu là bồn chứa nước
Cl 
biển và đại dương, sản phẩm hoạt động của thế giới sinh vật, sự phân giải hợp chất
Clo
Tương đối phổ biến trong NDĐ, đặc biệt trong nước khoáng hóa yếu. Nguồn cung
cấp là do sự hòa tan thạch
SO42cao và anhydrite, ô xy hóa các hợp chất lưu huỳnh có trong đất và khoáng vật
sufat.
HCO3, CO32-

Phân bố phổ biến trong nước nhạt và nước hơi mặn, hàm lượng không đáng kể.
Nguồn cung cấp là do sự rữa lũa đá vôi,Đá đôlomit

Biểu diễn kết quả phân tích nước bằng công thức Kurlov
Để biểu diễn thành phần hóa học của nước dưới đất, hiện nay người ta thường dùng công thức
của M.G. Kurlov, công thức này biểu diễn dưới dạng một phân số: tử số và mẫu số lần lượt ghi
hàm lượng các ion âm (anion) và ion dương (cation) có hàm lượng lớn hơn 10% theo thứ tự
giảm dần. Phía trước phân số theo thứ tự từ trái sang phải, ghi độ khoáng hóa (kí hiệu chữ
M(g/l) các thành phần đặc biệt gồm cả thành phần khí và các vi nguyên tố (biểu diễn bằng g/l).
Phía sau phân số ghi lần lượt nhiệt độ (ToC), độ pH và lưu lượng nước (Q - m3/ngày).


-

M(g/l)CO2 (g/l)

Anion > 10mgdl/l
T22 ( o C)pH 7 Q(m 3 /ng)
Cation > 10mgdl/l

(3.2)

Nhìn vào công thức Kurlov có thể gọi tên của nước theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên
xuống dưới và bỏ qua các hàm lượng < 20%mgdl.
Ví dụ mẫu nước lấy tại Vĩnh Tuy vào tháng 8/2000 ở độ sâu 15m cho kết quả:
2
0.0044

CO

HCO783
M 0.23
pH 7
2
( Na  K ) 47 Ca46

Tên nước là: Bicacbonat - natri, canxi.
-

Câu 4
Nêu các kiểu nguồn gốc chủ yếu của nước dưới đất?
Khái niệm: Nước dưới đất bao gồm các loại nước có trong lỗ rỗng, khe nứt và các hang hốc của các
lớp đất đá. Nước còn tham gia vào thành phần cấu tạo mạng tinh thể của khoáng vật tạo ra các đá.
1. Nước co nguồn gốc khí quyển (nước thấm).

Được thành tạo do nước khí quyển ngấm vào trong đất đá, do nước sông hồ…,chảy theo các
khe nứt, lỗ hổng của đất đá hoặc nơi xâm nhập từ không khí rồi ngưng tụ lại.
Nước được thành tạo trong quá trình trầm đọng các trầm tích trong các bồn chứa nước ngọt
cũng được xếp vào nguồn gốc này. Tuy nhiên sự thấm của nước mưa, nước mặt có ý nghĩa
quan trọng nhất trong việc thành tạo nước có nguồn gốc khí quyển vì vậy người ta gọi nước
có nguồn gốc khí quyển cong gọi là nước thấm.
Quá trình cơ bản quyết định thành phần hóa học của nước có nguồn gốc thấm là sự hòa tan và
rửa lũa đất đá, sự hòa lẫn với nước có nguồn gốc khác nhau, sự trầm đọng muối, sự cô đặc do
bốc hơi, do quá trình hóa lí hóa keo và hoạt động của vi sinh vật.
2. Nước có nguồn gốc biển(nước trầm tích).
Nước được hình thành trong quá trình thành tạo đất đá trầm tích ở đại dương, biển, vũng vịnh.
Khác với nước mưa, nước sông, nước đại dương hiện đại có thành phần clorua natri, chứa một
hàm lượng ion sunfat và magie cao.


Sự biến đổi thành phần hóa học của nước đại dương bắt đầu trong các loại bùn ở đáy. Do sự
vận động kiến tạo, sự thành tạo các tầng trầm tích ở bên trên, quá trình biến đổi của nước có
nguồn gốc biển xâm nhập từ đại dương, biển, vũng vịnh vào các đá đã được thành tạo hoặc bị
nước ép đẩy ra từ các đá bị nén chặt ( sét kết, cát kết ) thúc đẩy quá trình thay thế cho nước có
nguồn gốc thấm đã có từ trước , sự pha trộn và trao đổi cation…
3. Nước có nguồn gốc macma (nước nguyên sinh ).
Là nước nguyên sinh được tách ra từ các thể nóng chảy macma rong quá trình hoạt động núi
lửa hay quá trình hoạt động của thể macma xâm nhập và phun trào.
Nước được hình thành do kết hợp giữa oxy và hydro dưới nhiệt độ cao và áp suất lownstrong quá trình
phun trào hoặc phun nghẹn của núi lửa dưới dạng hơi và ngưng đọng, được tàng trữ trong các đới nứt
nẻ, hang hốc. Thành phần nước bao gồm nước nhạt tinh khiết, hoặc nước khoáng, hoặc nước nóng
nhưng luôn không bị nhiễm khuẩn.Loại nước ngầm này phân bố ở khắp nơi có hoạt động núi lửa: miền
núi, trung du, ven biển,đáy biển,trong hang, trên sa mạc,…
4. Nước có ngồn gốc biến chất ( nước thứ sinh).
Là nước tái sinh hoặc được tách ra từ vỏ hydrat của hạt đất, khoáng vật, trong quá trình biến

chất nhiệt hoặc biến chất động lự( do áp suất lớn).Trước khi trở thành thành phần của các
mạng tinh thể hay đất đá chúng tham gia vào vòng tuần hoàn chung của nước và theo nguồn
gốc có thể là nước có nguồn gốc thấm hay nguồn gốc trầm tích.
Nước thứ sinh hình thành mãnh liệt nhất trong quá trình khử hydrat các khoáng vật, đất đá
trong các khu vực hoạt động núi lửa hiện đại hay mới tắt và cả trong những độ sâu lớn trong
điều kiện nhiệt độ và áp suất cao
Nước thứ sinh cũng có thể được hình thành do các phản ứng hóa học khi điều kiện hóa lí của
môi trường trong đất thay đổi các phản ứng hóa học có sự tách nước. Quá trình này xảy ra
trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp.

Câu 5
Kết quả phân tích thành phần hóa học một mẫu nước dưới đất được thể hiện theo công thức
Kurlov (Cuốc - lốp) như sau:
Cl SO HCO15
CO 2 0,5 M 4,5 50 26
T23 pH 7,1
Ca45 Mg 28 Na10,5
Hãy gọi tên nước theo thành phần hóa học? Dựa vào công thức trên, hãy nêu các đặc tính lý hóa
học của nước dưới đất?


Tên : Nước Clorua sunfat canxi magie
Đặc tính lý hoá của nước dưới đất
Hàm lượng anion : Cl- :50%, SO4 : 26%, CO3 : 15%
Hàm lượng cation : Ca2+ : 45%, Mg2+ : 28%, Na+ : 10.5%
Hàm lượng chất khí : CO2 : 0.5g/l
Độ pH=7.1 ; Độ tổng khoáng hoá : M=4.5g/l
Nhiệt độ đất dưới nước : T=23

Câu 6

Trình bày nguyên lý cơ bản của định luật thấm của Darcy (Đắc - xi)?
Thí nghiệm Darcy

Hình 3.8: Mô hình thí nghiệm Darcy
Định luật Darcy
Lưu lượng nước Q thấm qua đất đá trong một đơn vị thời gian tỉ lệ thuận với cột nước hạ thấp ΔH,
với diện tích tiết diện dòng thấm F và tỉ lệ nghịch với chiều dài đường thấm ΔL:
Q  k.

H
.F
l

(3.12)

Mặt khác:
v

Q
H
 k.
 k .I
F
L

(3.13)

Như vậy, định luật Darcy còn được phát biểu như sau: Vận tốc thấm tỷ lệ bậc nhất với gradien thủy
lực của dòng thấm.
Giới hạn áp dụng định luật Darcy

Trong thực tế định luật Darcy chỉ đúng khi vận tốc dòng thấm nhỏ (thấm tầng). Ngoài phạm vi ứng
dụng định luật Dacxy. Quan hệ giữa I và v còn được thể hiện bằng định luật Proni: "Gradien áp lực là
một hàm bậc 2 của vận tốc thấm".
I = av + bv2

(3.14)

trong đó: a, b là các hệ số xác định bằng thực nghiệm.
Trong môi trường đất đá có lỗ rỗng lớn (đá Karst, cuội sỏi) và khi gradien thấm quá lớn sẽ xuất hiện
chảy rối, vận tốc thấm được xác định theo định luật Seri Krasnopôlski "Tốc độ thấm tỉ lệ thuận với hệ
số thấm và với căn bậc 2 của gradien áp lực" v = k I .


Câu 7
Trình bày các dạng tồn tại của nước dưới đất trong đất đá?
1Nước kết hợp bên trong khoáng vật
Nước kết cấu : là loại nước tồn tại ở những vị trí nhất định trog mạng inh thể khoáng vật dưới
dạng ion H+ và OH- ( như trong tầng 8 mặt Al-O-OH), ở điều kiện nhiệt độ 300-1300oC thì
nước này mới bị tách ra khỏi khoáng vật làm mạng tinh thể khoáng vật phá hủy chuyển sang
khoáng vật mới.
Nước kết tinh : Là loại nước nằm trong mạng tinh thể khoáng vật với một ssoos lượng nhất
định ( ví dụ CaSO4.2H2O – thạch cao ), lực liên kết yếu hơn so với lực kết cấu.ở khoảng 250 –
3000C nó bị tách ra khỏi mạng tinh thể khoáng vật làm khoáng vật bị phá hủy chuyển sang
khoáng vật mới.
Nước zeolit : tồn tại dưới dạng phân tử , nằm giữa các mạng tinh thể khoáng vật với khối
lượng không cố định ( ví dụ SiO2.nH2O ). Khi bị tách ra ở nhệt độ 2000C thì nó không làm phá
vỡ khoáng vật.
2.Nước kết hợp mặt ngoài ( nước liên kết vật lý ).
Nước có cấu tạo phân tử lưỡng cực , khi gặp các ion có hóa trị tự do trong nước thì chúng bị
hút và sắp xếp chặt xít xung quanh các ion; các ion này cùng các phân tử nước bị hút chặt lên

bề mặt hạt sét ( thường mang điện tích âm ) tạo thành các màng nước kết hợp mặt ngoài. Dựa
vào lực liên kết với mặt hạt, người ta chia thành nước kết hợp mạnh và nước kết hợp yếu.
+ Nước kết hợp mạnh : loại nước này nằm sát bề mặt hạt đất, bị hút chặt đất và tương đương
với tầng ion cố định. Nó gồm nhiều lớp phân tử nước và độ dày thay đổi tùy theo vị trí
beefmawtj hạt, lực hút giữa mặt hạt khoáng vật và phân tử nước đạt tới hàng vạn atmotphe. Do
đó nó có đặc điểm khác nước thường : tỷ trọng 1.2-1.4 , tính chất cơ học giống như các vật thể
rắn, tính chống cắt, tính đàn hồi lớn không truyền áp lực thủy tĩnh, thoatsra ở nhiệt độ 1001200C , đóng băng ở - 180C.
+ Nước kết hợp yếu: Nươc kết hợp yếu phủ bên ngoài nước kết hợp manhjchieems phần chủ
yếu của nước kết hợp mặt ngoài tương đương với tầng khuyech tán . Nó được giữ lại trên mặt
các hạt bởi lực hút hàng chục đến hàng trăm at. Khi chịu tác dụng của lực ngoài lớn hơn lực
hút thì nó bị ép thoát chậm chạp ra khỏi đất đá. Nước kết hợp yếu có độ nhớt cao, tỷ trọng lớn
hơn 1, đóng băng ở nhiệt độ nhỏ hơn 0 0C , khả năng hòa tan hơi thấp, có tính đàn hồi và không
chịu tác dụng của trọng lực.
3.Nước tự do


Nước trọng lực : Phân bố chủ yếu trong các lỗ rỗng, khe nứt của đất đá, chịu tác dụng của
trọng lực , có thể vận động hoặc nằm tại chỗ . Đặc điểm của nước trọng lực :
+ Có khả năng hòa tan và phân giải ( có tính xâm thực và ăn mòn đất đá).
+ Có khả năng truyền áp lực thủy tĩnh trong điều kiện bình thường ( áp lực thủy tĩnh làm giảm
trọng lượng đất đá và đẩy nổi đất đá ).
+ Có khả năng gây tác dụng cơ học khi nước vận động.
Nước mao dẫn
+ Là nước nằm ở vị trí trung gian giữa nước kết hợp và nước trọng lực, nó vừa chịu tác dụng
của trọng lực vừa chịu lực hút của hạt đất. Nó không hoàn toàn tự do như nước trọng lực
nhưng khi tác dụng một lực cắt nhỏ thì nó thoát ra như nước trọng lực và chảy tầng. Trong đất
cát nói chung chỉ có nước mao dẫn và nước kết hợp; nước mao dẫn là chủ yếu. Trong đất sét
chỉ có nước kết hợp là chủ yếu, nước mao dẫn không đáng kể.
+ Nước mao dẫn thường có trong đất đá bị ẩm nhiều và vừa, nó chỉ choán các lỗ rỗng và khe
nứt mao dẫn.

4.Nước ở trạng thái khí
Là hơi nước ở trong đất, là một dạng di chuyển của nước , giữ trạng thái cân bằng giữa 3 pha
của nước trong đất.
5.Nước ở trạng thái rắn
Khi nhiệt độ giảm xuống 00C nước bắt đầu đóng băng. Khi ở trạng thái rắn, nước lieenkeets các
hạt đất lại bền vững ; khi băng tan mối liên kết bị phá vỡ làm đất giảm độ bền nhanh chóng và
thấp hơn so với ban đầu.

Câu 8
Một khu vực xây dựng có cấu trúc địa chất như hình vẽ:


Cát hạt mịn
Sét cách nước

Cát lẫn sạn sỏi

a) Dựa vào hình vẽ hãy cho biết tại khu vực này có thể tồn tại những tầng chứa nước dưới đất nào?
b) Thể hiện chiều dày và mực nước (mực áp lực) giả định của chúng trên hình vẽ? Mô tả điều kiện thế
nằm và đặc điểm của các tầng chứa nước đó?
Trong khu vực này có thể tồn tại 2 tầng chứa nước :
Tầng chứa nước không áp
Tầng chứa nước áp lực
Hình vẽ :

Tầng chứa nước không áp :
Là tầng chứa nước thứ nhất kể từ mặt đất, có liên hệ với đới thông khí. Phía trên nó là tầng
cách nước liên tục, phía dưới thường có tầng cách nước liên tục.
Thường có chiều dày nhỏ, thay đổi từ vài mét đến vài chục mét, nhưng diện phân bố lại rất lớn
từ vài trăm mét đến vài nghìn mét. Do đó, trữ lượng khá lớn có thể khai thác sử dụng trong sinh

hoạt
Nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa và nước mặt ngấm xuống, các loại nước này đã di
chuyển qua một quãng đường, làm chất lượng nguồn nước khá tốt
Động thái nước ngầm thay đổi theo mùa và phụ thuộc vào nước mưa
Trong xây dựng, tầng nước ngầm thường ở độ sâu đặt móng công trình, nên nó thường gây cản trở
cho thi công và bảo vệ móng công trình
Tầng chứa nước có áp :
Là tầng chứa nước nằm giữ hai tầng cách nước liên tục, có mực áp lực cao hơn nóc tầng chứa
nước, do đó tạo áp lực và không có mặt thoáng tự do


Miền cung cấp nước của tầng chứa nước áp lực thường rất xa và tầng chứa nước ở sâu nên
nước có độ sạch cao, động thái ít thay đổi theo mùa.
Chiều dày tầng chứa nước thường khá lớn nên lưu lượng thường khá nhiều, có thể khai thác,
sử dụng trong sinh hoạt. Nước áp lực có thể gây ra hiện tượng bục đáy hố móng khi thi công,
tạo áp lực nước ở đáy móng, áp lực lên vỏ áo các công trình ngầm.

Câu 9
Theo điều kiện tàng trữ, nước dưới đất gồm những loại chủ yếu nào? Phân tích sự ảnh hưởng
chúng đến công tác xây dựng công trình?
Nước dưới đất phân bố có quy luật trong tự nhiên. Dựa vào điều kiện tàng trữ, đặc điểm áp lực, động
thái, nguồn gốc,... A.M.Ovtsinicov và P.P.Klimentov (1967) đã phân chia nước dưới đất thành các tầng
chứa nước sau:
a) Tầng chứa nước thượng tầng
Là tầng chứa nước nằm trên một thấu kính sét ở đới thông khí (hình 3.1), thường gặp trong tầng
đất rời, đới phong hoá nứt nẻ và đá bị karst hoá. Địa hình thành tạo nước thượng tầng thuận lợi là nơi
địa hình bằng phẳng hoặc hơi hơi trũng, ở thềm sông,... Ở nước ta gặp phổ biến trong đất đá vỏ phòng
hóa vùng gò đồi miền trung du.

Hình

3.1:
Nước
1-Tầng
chứa
nước
2-Thấu kính sét; 3-Tầng chứa nước không áp

thượng
thượng

tầng
tầng;

Động thái nước thượng tầng phụ thuộc vào lượng mưa và nước thải ngấm xuống; phụ thuộc chiều dày,
quy mô và chiều sâu của thấu kính cách nước.
Nước thượng tầng có thể gây ảnh hưởng đến trạng thái, độ ổn định của nền đất dưới công trình, gây
khó khăn cho công tác thi công hố móng, đường hầm,...
b) Tầng chứa nước không áp (nước ngầm)
Là tầng chứa nước thứ nhất kể từ mặt đất, có liên hệ với đới thông khí. Phía trên nó không có tầng
cách nước (nếu có chỉ là tầng cách nước cục bộ), phía dưới thường có tầng cách nước liên tục (hình
3.2).


Hình 3.2: Mặt cắt, cấu tạo tầng nước không áp
1-Tầng nước không áp; 2-Đới thông khí; 3-Mực nước; 4-Chiều dòng thấm;
5-Đáy cách nước; 6-Nước áp cục bộ; 7-Nước thượng tầng; 8-Mạch nước;
A-Miền cung cấp; B-Miền thoát
Nước ngầm thường chứa trong trầm tích xốp rời, đá nứt nẻ hoặc đá bị karst hoá.
Khoảng cách từ mực nước ngầm đến đáy cách nước là chiều dày tầng chứa nước, nó
thường

nhỏ, thay đổi từ vài mét đến trên dưới chục mét, nhưng diện phân bố lại rất lớn, từ vài trăm mét đến
vài nghìn mét. Do đó có thể khai thác sử dụng trong sinh hoạt.
Động thái của nước ngầm (tức là sự biến đổi của mực nước, lưu lượng, nhiệt độ, thành phần của của
nước theo thời gian) thay đổi theo mùa và phụ thuộc vào nước mưa, nước mặt ngấm xuống; miền cung
cấp và tàng trữ trùng nhau; nước ngầm có quan hệ mật thiết với các bồn nước mặt.
Trong xây dựng, tầng nước ngầm thường ở vào độ sâu đặt móng công trình, nên nó thường gây trở
ngại cho thi công và bảo vệ móng công trình. ở vùng sườn dốc, mái kênh,... nước ngầm dao động gây
xói ngầm và sạt lở mái dốc.
a) Tầng chứa nước áp lực (nước actezi)

Hình 3.3: Mặt cắt, cấu tạo tầng nước áp lực (actezi)
1-Tầng nước có áp; 2, 3-Tầng cách nước; 4-Mực áp lực; 5-Giếng phun;
M-Chiều dày tầng chứa nước; H-Chiều cao cột áp lực;
A-Miền cung cấp; B-Miền tàng trữ; C-Miền thoát
Là tầng chứa nước nằm giữa 2 tầng cách nước liên tục, có mực áp lực cao hơn nóc tầng chứa
nước - đáy tầng cách nước bên trên, do đó tạo ra áp lực và không có mặt thoáng tự do (hình
3.3). Tầng chứa nước này thường được hình thành ở vùng đất trũng dạng nếp lõm hoặc cấu tạo
đơn nghiêng, hình thành trước đệ tứ.
Miền cung cấp của tầng chứa nước áp lực thường rất xa và tầng chứa nước ở sâu nên nước có độ
sạch cao, lưu lượng khá ổn định, động thái ít thay đổi theo mùa. Chúng là đối tượng tìm kiếm, khai
thác phục vụ sinh hoạt và công nghiệp.


Nước áp lực có thể gây ra hiện tượng bục đáy hố móng khi thi công, tạo áp lực nước ở
đáy móng, áp lực lên vỏ áo các công trình ngầm.

Hình 3.4: Ảnh hưởng của nước áp lực tới hố móng
Khi thi công, điều kiện để cho đáy hố móng không bị bục là trọng lượng của tầng cách nước ở đáy
hố móng phải bằng hoặc lớn hơn áp lực đẩy ngược của nước áp lực (hình 3.4), tức là:
γwt  γn(h + t)

trong đó:

(3.1)
γw là khối lượng thể tích của đất ở tầng cách nước;

t là bề dày tầng cách nước ở đáy hố móng;
γn là khối lượng riêng của nước;
h là độ cao mực nước áp lực trên đáy hố móng.

Câu 10
Thành phần hóa học chủ yếu của nước dưới đất. Trong các thành phần đó, thành phần nào có ảnh
hưởng đến tính chất ăn mòn của nước đối với bê tông, vì sao?

Câu 11
Phân biệt sự khác nhau giữa nước ngầm và nước có áp?
Tầng chứa nước không áp (nước ngầm)
Là tầng chứa nước thứ nhất kể từ mặt đất, có liên hệ với đới thông khí. Phía trên nó không có tầng
cách nước (nếu có chỉ là tầng cách nước cục bộ), phía dưới thường có tầng cách nước liên tục (hình
3.2).


Hình 3.2: Mặt cắt, cấu tạo tầng nước không áp
1-Tầng nước không áp; 2-Đới thông khí; 3-Mực nước; 4-Chiều dòng thấm;
5-Đáy cách nước; 6-Nước áp cục bộ; 7-Nước thượng tầng; 8-Mạch nước;
A-Miền cung cấp; B-Miền thoát
Nước ngầm thường chứa trong trầm tích xốp rời, đá nứt nẻ hoặc đá bị karst hoá.
Khoảng cách từ mực nước ngầm đến đáy cách nước là chiều dày tầng chứa nước, nó
thường
nhỏ, thay đổi từ vài mét đến trên dưới chục mét, nhưng diện phân bố lại rất lớn, từ vài trăm mét đến
vài nghìn mét. Do đó có thể khai thác sử dụng trong sinh hoạt.

Động thái của nước ngầm (tức là sự biến đổi của mực nước, lưu lượng, nhiệt độ, thành phần của của
nước theo thời gian) thay đổi theo mùa và phụ thuộc vào nước mưa, nước mặt ngấm xuống; miền cung
cấp và tàng trữ trùng nhau; nước ngầm có quan hệ mật thiết với các bồn nước mặt.
Trong xây dựng, tầng nước ngầm thường ở vào độ sâu đặt móng công trình, nên nó thường gây trở
ngại cho thi công và bảo vệ móng công trình. ở vùng sườn dốc, mái kênh,... nước ngầm dao động gây
xói ngầm và sạt lở mái dốc.
a) Tầng chứa nước áp lực (nước actezi)

Hình 3.3: Mặt cắt, cấu tạo tầng nước áp lực (actezi)
1-Tầng nước có áp; 2, 3-Tầng cách nước; 4-Mực áp lực; 5-Giếng phun;
M-Chiều dày tầng chứa nước; H-Chiều cao cột áp lực;
A-Miền cung cấp; B-Miền tàng trữ; C-Miền thoát
Là tầng chứa nước nằm giữa 2 tầng cách nước liên tục, có mực áp lực cao hơn nóc tầng chứa
nước - đáy tầng cách nước bên trên, do đó tạo ra áp lực và không có mặt thoáng tự do. Tầng
chứa nước này thường được hình thành ở vùng đất trũng dạng nếp lõm hoặc cấu tạo đơn
nghiêng, hình thành trước đệ tứ.
Miền cung cấp của tầng chứa nước áp lực thường rất xa và tầng chứa nước ở sâu nên nước có độ
sạch cao, lưu lượng khá ổn định, động thái ít thay đổi theo mùa. Chúng là đối tượng tìm kiếm, khai
thác phục vụ sinh hoạt và công nghiệp.


Nước áp lực có thể gây ra hiện tượng bục đáy hố móng khi thi công, tạo áp lực nước ở
đáy móng, áp lực lên vỏ áo các công trình ngầm.
Khi thi công, điều kiện để cho đáy hố móng không bị bục là trọng lượng của tầng cách nước ở
đáy hố móng phải bằng hoặc lớn hơn áp lực đẩy ngược của nước áp lực.

Câu 12
Nêu khái niệm về nước có áp? Vẽ hình minh họa trên đó thể hiện các yếu tố của một tầng chứa
nước có áp?
Nước có áp ( actezi)

- Danh từ Actezi là tên La tinh cổ của thành phố Actua ở miền nam nước Pháp, được dùng để đặt tên
cho một loại nước dưới đất trong tầng hay phức hệ chứa nước được che phủ bởi lớp cách nước (hay
tương đối cách nước) liên tục ở phía trên, mà lần đầu tiên ở Châu Âu phát hiện được ở tỉnh này bằng
một giếng tự chảy.
Do bị lớp cách nước liên tục che phủ ở phía trên nên khi khoan hay đào vào tầng chứa nước thì
mực nước dưới đất sẽ dâng lên trong giếng hoặc lỗ khoan tự chảy.
Nước có áp thường được phát hiện trong các vùng trũng có cấu tạo dạng bồn ở miền nền, ở miền
võng hố sụt ven rìa, miền võng giữa núi,…


CÁC QUÁ TRÌNH VÀ HIỆN TƯỢNG ĐỊA CHẤT
Câu 1
Nêu các nguyên nhân gây ra hiện tượng trượt đất? Nêu và giải thích các biện pháp phòng chống trượt
đất chủ yếu?
- Khái niệm
Trượt đất đá là hiện tượng khối đất đá trên sườn dốc hay mái dốc dưới tác dụng của trọng lực, nước
mưa và nước dưới đất, của địa chấn và tác động nhân tạo,... bị mất trạng thái cân bằng vốn có và dịch
chuyển chậm chạp hoặc đột ngột xuống chân dốc.
Trượt có thể phá huỷ các công trình dân dụng, giao thông, thuỷ lợi, gây trở ngại cho công tác thi công
hố móng và khai thác mỏ lộ thiên,...
- Nguyên nhân
Có rất nhiều nguyên nhân gây trượt, nhưng có thể gộp lại thành các nhóm sau:
- Nhóm nguyên nhân làm thay đổi hình dạng, kích thước sườn dốc: cắt xén sườn dốc, khai đào hoặc xói
lở khi thi công,...
- Nhóm nguyên nhân làm giảm độ bền của đất đá sườn dốc: do biến đổi trạng thái vật lý khi ẩm ướt,
trương nở, phong hoá,...
- Nhóm nguyên nhân gây tải trọng phụ lên sườn dốc: nổ mìn, xây dựng công trình, áp lực thuỷ động,...
- Các biện pháp phòng, chống trượt
Để giữ ổn định mái dốc, khi thực hiện các biện pháp phòng chống trượt, cần chú ý các nguyên tắc sau:
- Biện pháp phòng chống trượt phải xuất phát từ nguyên nhân gây ra trượt và các yếu tố ảnh hưởng chủ

yếu tới quá trình phát triển trượt.
- Phải xác định được cấu trúc khối trượt, hình dạng, thế nằm mặt trượt, đặc điểm địa chất công trình
của khối trượt, để từ đó bố trí các công trình phòng chống trượt thích hợp.
- Sử dụng đồng thời nhiều phương pháp phòng chống trượt, sau khi đã luận chứng khả năng kỹ thuật và
kinh tế để chọn phương án hợp lý.
Dưới đây là các giải pháp phòng chống trượt được áp dụng:
- Điều tiết dòng mặt:
- Tháo khô đất đá bị sũng nước:
- Bảo vệ chân sườn dốc khỏi bị rửa xói:
- Gia cố khối đất đá bằng công trình neo giữ, chắn đỡ:
- Cải tạo tính chất của đất đá:
- Trồng cây, cỏ bảo vệ:
- Giảm độ dốc của sườn dốc:


Câu 2
Hiện tượng uốn nếp là gì? Ý nghĩa của việc nghiên cứu nếp uốn trong xây dựng?
Khái niệm uốn nếp : + là kết quả của hiện tượng biến dạng dẻo các lớp đất đá, xảy ra do các lực theo
phương ngang tác động từ từ, trong một khoảng một khoảng thời gian rất dài với tốc độ chuyển động rất
nhỏ làm đất đá bị uốn cong, lượn sóng nhưng không bị mất tính liên tục của chúng + Các nếp uốn được
chia làm hai loại cơ bản là nếp lồi và nếp lõm: Nếp lồi (bồi tà) khi các lớp đá bị cong lên; Nếp lõm (hướng
tà) khi các lớp đá bị võng xuống.  Ý nghĩa nghiên cứu nếp uốn :
- Khi xây dựng các công trình ngầm cắm vào cấu trúc của nếp lõm thì tại đó áp lực đất, áp lực nước lớn
gây khó khăn cho thiết kế và thi công.
- Khi công trình ngầm cắm vào cấu trúc của nếp lồi thì tại đó áp lực đất, áp lực nước bé thuận lợi cho việc
thiết kế và thi công, nhưng phần nóc của công trình thường xuất hiện nhiều khe nứt làm sạt lở phần nóc.
- Khi xây dựng hồ chứa nếu xây trên cấu trúc của nếp lồi thì gây ra hiện tượng mất nước, do đó nên xây
dựng trên cấu trúc của nếp lõm vì tại đó nước tập trung lớn

Câu 3

Hiện tượng đứt gãy là gì? Ý nghĩa của việc nghiên cứu hiện tượng đứt gãy trong xây dựng?
Hiện tượng đứt gãy là sản phẩm biến dạng của đá, là một mặt hoặc một đới, dọc theo mặt hoặc đới ấy có
hiện tượng dịch chuyển theo phương song song với mặt hoặc đới đó
Ý nghĩa:có thể dựa vào đứt gãy xác định được
- Sự bất chỉnh hợp địa tầng: Thế nằm không chỉnh hợp là thế nằm của các lớp đất đá phản ánh sự gián
đoạn, không liên tục của quá trình thành tạo.
- Đới dăm kết kiến tạo nằm giữa đứt gãy: các đá nằm song song với mặt đứt gãy bị phá huỷ vỡ vụn và
được gắn kết lại.
- Mặt đứt gãy còn sót lại với kích thước nhỏ.
- Sự định hướng của các dãy núi, sông, thung lũng theo phương đứt gãy.
- Sự xuất lộ thuỷ văn hoặc có mặt của thảm thực vật dọc theo đứt gãy.

Câu 4
Trình bày các dạng vận động chủ yếu của vỏ Trái Đất và các hình thái cấu tạo địa chất tương ứng?
Vận động kiến tạo
Vận động kiến tạo, còn gọi là chuyển động kiến tạo hay hoạt động kiến tạo. Đó là quá trình vận động
của vỏ Trái đất do hoạt động của nội lực. Kết quả của sự vận động này là tạo ra các đặc điểm cơ bản của
bề mặt Trái đất như: nếp uốn, đứt gãy, thay đổi thế nằm các lớp đất đá, gây ra hoạt động magma - núi lửa,
…
Theo phương vận động của vỏ, vận động kiến tạo được chia làm 2 dạng: vận động thẳng đứng và vận
động ngang.
a) Vận động thẳng đứng (thăng trầm)


Vận động thẳng đứng hay vận động lên xuống còn được gọi là vận động thăng trầm được biểu hiện
bằng sự nâng lên hay hạ xuống một cách rất chậm của các khu vực khác nhau của vỏ Trái đất.
b) Vận động ngang
Vận động ngang bao gồm những vận động do áp lực theo phương ngang gây ra, làm đất đá bị uốn nếp
tạo thành các nếp uốn hay bị phá hủy tạo thành các khe nứt và đứt gãy.
Nếp uốn

Nếp uốn là kết quả của hiện tượng biến dạng dẻo các lớp đất đá, xảy ra do các lực theo phương ngang
tác động từ từ, trong một khoảng một khoảng thời gian rất dài với tốc độ chuyển động rất nhỏ làm đất đá
bị uốn cong, lượn sóng nhưng không bị mất tính liên tục của chúng
Các nếp uốn được chia làm hai loại cơ bản là nếp lồi và nếp lõm: Nếp lồi (bồi tà) khi các lớp đá bị cong
lên; Nếp lõm (hướng tà) khi các lớp đá bị võng xuống.
Đứt gãy
Khi đá bị các lực kiến tạo tác dụng, trong đá xuất hiện ứng lực. Khi ứng lực vượt quá một giới hạn
nào đó (gọi là giới hạn bền), đá bị biến dạng phá hủy, trong đá xuất hiện các mặt nứt gọi là các khe nứt.
Nếu dọc theo các mặt nứt này các khối đá bị nứt ra, dịch chuyển tương đối với nhau thì các khe nứt đó
được gọi là đứt gãy

Câu 5
Hiện tượng phong hóa đất đá là gì? Hãy trình bày và phân tích các biện pháp phòng chống phong hóa
chủ yếu?
Hiện tượng phong hóa là quá trình địa chất ngoại sinh làm phá vỡ hoặc phân hủy tại chỗ các khoáng vật
cấu tạo nên đất đá, xẩy ra ở phần trên cùng của vỏ Trái đất dưới tác dụng của các tác nhân phong hoá như
nhiệt độ, nước, các axit, sinh vật,...
phòng chống tác dụng của phong hoá với nền đất bằng các phương pháp:
- Tạo lớp phủ chống phong hoá: nhằm ngăn cản tác nhân gây phong hóa.
- Tiêu thoát nước: Nước không những là tác nhân phong hoá mà còn là môi trường cho các tác nhân khác
hoạt động. Để ngăn không cho nước mặt và nước dưới đất tiếp xúc với đất đá cần phải sử dụng các
phương pháp như san phẳng những chỗ trũng, xây lát, làm rãnh thoát nước mặt,…
- Cải tạo đất đá phong hoá: bằng cách phun vào trong đất đá các dung dịch hoá học có tác dụng lấp nhét
các lỗ rỗng và tăng cường độ của đất đá.

Câu 6
Hãy trình bày các vấn đề về hiện tượng cát chảy theo các nội dung sau:
a) Phân biệt hiện tượng cát chảy thật và hiện tượng cát chảy giả?
b) Các biện pháp phòng chống cát chảy?
a) Khái niệm

Cát chảy là hiện tượng di chuyển của cả khối cát ra khỏi trạng thái tồn tại của nó dưới tác dụng của
dòng thấm.
Các loại cát chảy và dấu hiện nhận biết chúng
Theo đặc tính chảy của cát chảy, có thể phân biệt 2 loại: cát chảy giả và cát chảy thật.
- Cát chảy giả: thường xảy ra trong cát chứa ít các hạt mịn, hạt nhỏ. Dưới áp lực đủ lớn của nước, cát
chảy ra ngoài, khi áp lực nước giảm, cát có thể nhanh chóng đạt tới trạng thái ổn định và để cho nước
thấm qua dễ dàng.
Dấu hiệu nhận biết đất cát chảy giả là, bốc nắm cát lên một tấm cứng phẳng, nước chảy ra đống cát
trong và sau khi nước chảy ra hết, để lại đống cát có dạng hình chóp (hình 3.25a).
- Cát chảy thật: thường xảy ra trong cát hạt mịn, hạt bụi có tính linh động cao. Dưới tác dụng của
trọng lượng bản thân, trong điều kiện bão hoà nước, cát có thể tự chảy khi lộ ra ngoài.
Ở trạng thái tự nhiên (mới khai đào lên), cát chảy thật thường có màu xám sáng, xám lục, xám xanh
đậm hay nhạt. Khi gặp không khí, mầu của chúng thay đổi nhanh chóng và không đều thành màu sáng
hơn, phớt hồng, phớt vàng do bị ôxy hoá. Cát chảy thường có mùi mốc, bề mặt hơi nhám, độ chứa ẩm lớn
và độ thải nước bé.
Dấu hiệu nhận biết cát chảy thật là, bốc nắm cát lên một tấm cứng phẳng, nước chảy ra đống cát đục và
để lại đống cát có dạng hình cong khum, hay hình chiếc bánh dày (hình 3.25b).
a)

b)
Hình 3.25: Cát chảy thật (a) và cát chảy giả (b)

b ) Điều kiện phát sinh
Cát chảy thật:
- Thành phần hạt: xảy ra trong đất cát hạt mịn, hạt bụi bão hòa nước; có hàm lượng sét và hữu cơ nhất
định (theo Zamarin = 8 - 13%).
- Tính chất cơ lý của đất: Thường xảy ra trong những loại đất có độ chặt hơi thấp, độ rỗng và độ chứa
ẩm cao; sức chống cắt rất thấp = 3-4o đến 8-9o.

Cát chảy giả:
Khi chuyển động, nước dưới đất gây ra áp lực thủy động (θ) lên các hạt đất đá:

  I dn . n 
trong đó:

 n dq
g dt

(3.64)
Idn - gradien thủy lực của dòng thấm;
γn - khối lượng riêng của nước;
g - gia tốc trọng trường;
dq/dt - tốc độ thấm.


Do tốc độ thấm nhỏ, thành phần sau của công thức (

 n dq
) có thể bỏ qua. Do vậy:
g dt

  I dn . n

(3.65)

Điều kiện xảy ra cát chảy là:

   dn    s   n   1  n  � I dn     1  1  n   I th
Như vậy: I dn  I th

(3.66)

Ith gọi là gradien thủy lực giới hạn.
d) Biện pháp xử lý cát chảy
Trước hết cần xác định điều kiện tồn tại của lớp cát, quan hệ với các lớp đất đá tiếp giáp, điều kiện địa
hình, địa mạo,..., thành phần và tính chất cơ lý của chúng, đặc điểm địa chất thuỷ văn của khu vực nghiên
cứu và môi trường xây dựng xung quanh.
Để xử lý hiện tượng cát chảy có thể dùng một số biện pháp sau:
- Tháo khô vùng có cát chảy trong thời gian xây dựng bằng hệ thống giếng khoan tác động tương hỗ để
hạ thấp mực nước dưới đất;
- Ngăn chặn cát chảy bằng phương pháp cơ học:
- Ngăn chặn cát chảy bằng phương pháp hóa học:
- Dùng khí nén để cân bằng áp lực thủy động gây ra cát chảy.

Câu 7
Hiện tượng Karst là gì? Điều kiện hình thành Karst và các biện pháp phòng chống Karst chủ yếu?
Hiện tượng Karst là hiện tượng hoà tan hoá học của nước mặt và nước dưới đất xảy ra trong các đá dễ hoà
tan (đá vôi, dolomite, macnơ, đá phấn, thạch cao, muối mỏ,...).  Điều kiện hình thành:
+ karst chỉ có thể phát sinh và phát triển khi có đủ 4 điều kiện cơ bản sau:
- Đá phải có tính hoà tan:
- Nước phải có tính hoà tan:
- Đá phải có tính thấm (hay đá phải nứt nẻ):
- Nước luôn lưu thông trong đá (các khe nứt lưu thông nhau):
+ biện pháp :
- Xử lý karst trên mặt: San lấp tất cả chỗ trũng trên mặt đất bằng đất sét để tránh tập trung nước,
dùng đá và xi măng lấp nhét các hang hốc nhỏ và vừa, làm hệ thống rãnh thoát nước mưa.
- Xử lý karst dưới sâu: Phụt vữa xi măng, bitum vào các khe nứt, hang động ngầm để tăng độ
bền và khả năng liền khối, hạn chế tối đa tính thấm nước của đất đá, đánh sập trần hang lớn,... Khi lớp đá
bị karst hoá không dày có thể sử dụng móng cọc khoan nhồi cho những công trình lớn