Địa chất công trình chuyên môn - Phạm Xuân

ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

301

d ụ n g và khai thác m ỏ trên th ế giới cũ n g tác d ụ n g
lên nó như vậy.

R ic h a r d

Thực tiễn là cơ sở thu nhận kiến thức mới, vì vậy
ĐCCT cũng như các khoa học khác, có rất nhiều góc
độ thực dụng, nhưng đó chi xảy ra trong n hừng năm
đẩu khai m ở và xác lập của mình. Sau đó âh tượng
ĐCCT là m ột lĩnh vực thực dụng đã thay đổi cơ bản.
ơ mức độ đáng kể, ĐCCT đã trờ thành m ôn khoa học
chính xác, vói cơ sở lý thuyết phát triển, với nhiều
hướng khoa học mới, m ột khoa học có triển vọng.

T iê u c h u ẩ n A n h BS 5930: 1981. B ả n tiế n g V iệ t: 2000. H ư ớ n g

Triển vọ n g của ĐCCT đòi hỏi phát triển tiếp
n hữ n g cơ sở lý thuyết, thực n ghiệm và p h ư ơ n g
pháp luận và h iện đ an g có tâ't cả n hừ n g đ iểu kiện
cho việc đó.

5930:

1981.

C ode

H à N ộ i. N g ư ờ i d ịc h : P h ạ m X u â n .

/ỈOMTa43e B.

1970. MHaceHepHaa re(MoniJi, MH>KeHepHaíi

neT pcM om a. M 34 . " Heờpa" / 524 c. /leHMHrpaA. 2 - o e 1434-,
n e p e p a õ . M 4 o n . 1984. /ìeHMHrpaA " H eA pa " /5 1 1 c rp .

/loMTaA3e B. Ạ ., 1972. MeTOAbi ^ìaõapaTopHbix MCC/ie40 BaHMH

OM3MKO— MexaHMMecKHX CBOỈĨCTB ropHbix nopo4- M3 4 .
"H edpa"/ /leHM Hrpa^. 312 c rp .

/loMTa,43e B. Ạ., 1977. MHH>KeHepHafl reỉMOiiui, MH^ceHepHaa
reoAHHaMMKa. M 34. "H e ờ p a " 4 7 8 CTp. A e i i v i H r p a A -

/ỈOMTa43e B. 4 / 1982. MH>KeHepHaji re/lom *. CneuHavibHaíi

M34. " H eờpa ", /ìeHMHrpaA- 496 CTp.

/loMTa43e B. 4 / 1986. BBe4eHMe B MHaceHepHyio reo/irnio. M3Aof

P r a c tic e

fo r

S ite

I n v e s tig a tio n s

( F o r m e r ly C P 2001).

lý củ a đất đá ở p h òng thí nghiệm .

" A e H u m p a d c K u ủ ỉ o p h b i ù U H c m u m ỵ m "/ 85 crp .

C epreeB a E. M. ( r i o a p eA au n eíi), 1985. TeopeTMMecKMe ơCHOBbi

L ô m ta đ z e V .Đ ., 1 9 75. P h ư ơ n g p h á p n g h iê n c ứ u t ín h c h â't c ơ N X B Đ ạ i học và

T ru n g

họ c

chuyên nghiệp. B ản d ịc h lầ n 1: 1975; tái b ả n lầ n 2: 1979. 276 tr.
H à N ộ i. D ịc h v à h iệ u đ ín h : P h ạ m X u â n .

tr ì n h . N X B Đ ạ i h ọ c v à T r u n g h ọ c c h u y ê n n g h iệ p . 4 5 6 tr. H à N ộ i.
N g ư ờ i d ịc h c h ín h v à h iệ u đ ín h : P h ạ m X u â n .

re o y io rn n .

O M 3H K O -X M M M H eC K M e

OCHBblbl.

"Heờpa". 288 c rp . MocKBa.
C epreeB a

E.

M.

( ĨI o a

p e 4 aLỊneíí),

MH^ceHepHoíí

1986.

TeopeTMHecKMe

reo^iornM .

MexaHMKO-

MaTeMaTMMecKMe OCHOBU. " H e 4 p a " . 254 c rp . MocKBa.
HypMHOB M . B. OTBeTCTBeHHbiíi pe^aKTOp, 1982. CnpaBOHHMK
no

L ô m ta đ z e V .Đ ., 1983. Đ ịa c h ấ t c ô n g tr ì n h . Đ ịa c h ấ t c ô n g tr ì n h
N X B Đ ạ i h ọ c v à T r u n g h ọ c c h u y ê n n g h iệ p .

M H aceH epH O M

OCHOOBM

L ô m ta đ z e V .Đ ., 1978. Đ ịa c h â t c ô n g tr ìn h . T h ạ c h lu ậ n c ô n g

chuyên m ôn.

d â n th ự c h à n h v ể k h ả o sá t xây d ự n g . N X B Giáo dục. 210 tr.

HH>KeHepHafl reo/iorHfl.

Tài liệu tham khảo
BS

c , S e lle y . E n c y c lo p e d ia o f G e o lo g y , 2005. E ls e v ie r

A c a d e m ic P ress. V o l 1 (444-480); V o l 5 (581-591).

MH*eHepHOÍi reOyiorMM. 3 - e VÍ3A-/ n e p e p a ỗ . M 4 o n .

" H e ờ p a 325 CTp. MocKBa.

379 tr.

H à N ộ i. N g ư ờ i d ịc h c h ín h v à h iệ u đ ín h : P h ạ m X u â n .

Địa chất công trình chuyên môn
P h ạm X uân.
L i ê n h iệ p K h ả o s á t đ ịa c h ấ t X ử lý n ề n m ó n g c ô n g trìn h .

Giới thiệu
Địa châ't công trình ch u yên m ôn là m ột h ướng
khoa học, m ột nhánh, m ột phẩn chính yếu của Đ ịa
chất công trình. N h iệm vụ cơ bản của nó là nghiên

cứu điểu kiện địa chất của việc xây d ự n g và khai
thác các loại côn g trình rất khác nhau.
N gh iên cứu đ iểu kiện địa chất đ ể xây d ự n g công
trình - tức là n ghiên cứu và đánh giá đ iểu kiện địa
chất của các vị trí có th ể b ố trí công trình và công tác
xây dự ng. Trên cơ sở đ ó chọn vị trí tốt nhất; lập luận
ch ứ n g địa chất cho việc phân b ố các công trình tại vị
trí đã chọn. Đ ổ n g thời, xác định độ sâu đào xẻ trong
tầng đất đá; đánh giá trạng thái và tính chất của đất
đá, các thôn g s ố của nước d ư ới đất; chọn các s ố liệu
và sơ đổ tính toán. C ung câp sự đánh giá và dự báo

ổn định của công trình, sự phát triển của các quá
trình và hiện tượng địa chất, đ ộ ổn định của khu đất,
cũng n hư luận chứng n hữ ng biện pháp công trình
cần thiết, đảm bảo độ bền lâu và n hữ ng đ iều kiện
khai thác bình thường các công trình, các lãnh thổ và
m ôi trường địa chất.

Hệ hai cực Môi trường - Công trình
N g h iên cứu đ iểu kiện địa chât của việc xây dựng
các công trình đặt ra nhiệm vụ hiểu sâu hệ hai cực
phứ c tạp - tác d ụn g qua lại của m ôi trường địa chất
với các công trình và v ó i việc tiến hành các công tác
xây dự ng. N h ữ n g tác d ụn g qua lại đ ó đư ợc phát
triển giữa các lực của m ôi trường địa chất và các lực


302

BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT

đ ư ợc tạo ra d o các côn g trình hoặc p hát sin h d o kết
quả thực hiện côn g tác xây d ự n g. N h ữ n g liên h ệ qua
lại được th ể h iện trong v iệc xác lập h oặc phá hoại
n hừng cân bằng, n h ữ n g đ iều p h ù h ợ p trong m ôi
trường địa chât và có th ế cân b ằn g lại h oặc k h ôn g
cân bằng trong m ức đ ộ khác nhau. D o vậy, phân biệt
các m ức độ: ảnh h ư ở n g ít, rõ, đ án g kể, làm b iến đổi
hẳn m ôi trường.
Trường hợp thứ nhất, trong h ệ đ a n g xét n h ữ n g
đ iều kiện địa chất k h ôn g thay đồi, chắc chắn g iữ
được sự cân bằng, đ ộ ổn đ ịn h của côn g trình, ch ú ng
d ư ờng n h ư n gay lập tức thích ứ n g với n h ữ n g đ iểu
kiện thuận lợi của m ôi trường địa chất.
Trường hợp thứ hai, côn g trình tác đ ộ n g lên m ôi
trường địa chất gây phá hoại sự cân b ằng, tạo sự
phát triển các quá trình và h iện tư ợ n g địa chất
(chẳng hạn, phá hoại đ ộ ổn đ ịn h của n h ữ n g khối đâ't
đá, gây thay đ ối đ ộ ẩm và c h ế đ ộ nhiệt, làm ngập
m ột ít v ù n g đâ't, v .v ...) . Đ iểu đ ó d ẫn tới sự cần thiết
thực hiện n h ừ n g b iện pháp cô n g trình nhằm tái tạo
sự bằng hệ, đ iều p hối nó và g â y sự biến đ ổ i rõ rệt
của m ôi trường địa chât.
Khi côn g trình và côn g tác xây d ự n g có tác đ ộ n g
to lớn đ án g k ế lên m ôi trường địa chât và phá hoại
sự cân b ằn g tự n hiên - cần th iết phải thự c h iện n hiều
biện pháp côn g trình khác n hau, p h ứ c tạp hơn, thực
chất là tái tạo m ôi trường địa châ't (thí dụ, tháo khô
khu đâ't, cải thiện tầng đất đá b ằng p hụ t xi m ăng,

phụt silicat và n h ừ n g p h ư ơ n g thức khác).
C uối cùng, d o kết quả thực hiện n h ữ n g côn g tác
xây dựng, nhiều khi phát sinh n h ừ n g đ iểu kiện địa
chất m ới, n hư khi thay đât yếu, k hôn g ổn đ ịnh bằng
đất ổn đ ịnh hơn; khi xây d ự n g côn g trình trên n hữ n g
tầng đât san lấp trên cạn và d ư ới nước tức là y ếu hơn.
C ủn g nên thây rằng n h ừ n g y ếu tố khác n hau của
m ôi trường địa chât xảy ra đ ổ n g thời với y ếu tố cô n g
trình bằng p h ư ơ n g thức xác đ ịn h và khi phá v ỡ sự
cân bằng giữ a ch ủ n g d o tư ơ n g tác m ới, có th ể phát
sinh và p hát triển n h ừ n g quá trình địa chất m ới xuât
hiện. Vì vậy, n h ữ n g b iện p háp cô n g trình v ề sử d ụ n g
hợp lý m ôi trường địa châ't, thay đ ố i kết cấu côn g
trình và các quá trình côn g n g h ệ đ ư ợ c áp d ụ n g đ ê
điều khiển hệ.
Sự tổn tại b ình th ư ờ n g của h ệ d o n h iều y ếu tố
tương tác của các đ iểu kiện địa chất côn g trình tạo
nên. Đ ó là n h ữ n g y ếu tố n h ư đặc trưng địa hình, cấu
trúc địa chất, n h ữ n g đ iều kiện th ế nằm của đất đá,
m ức đ ộ phá h ủ y kiến tạo của ch ú ng, đ ộ khe nứt,
cường đ ộ ứ n g suất tự n hiên, trạng thái vật lý và các
tính chât của đât đá, đ ộ sũ n g n ư ớ c của ch ú ng, sự
phát triển các quá trình và h iện tư ợ n g địa chất, v.v...

Vai trò của địa chất công trình chuyên môn
Tất cả n h ữ n g yếu tố đã nêu trên đây, cũ n g như các
điểu kiện địa chất nói chung, có đ ộ nhạy khác nhau

với những lực thiên nhiên và nhân tạo tác d ụn g lên
chúng. Các công trình cũng có độ nhạy khác nhau với

những thay đổi của m ôi trường địa chất bao quanh
chúng. Vì vậy, nhửng đòi hỏi đ ể ra v ể chất lượng xây
dự ng của m ôi trường địa chất không đ ổng nhất đối
với những công trình khác nhau.
N gh iên cứu điều kiện địa chât đê xây d ự n g các
công trình và tiến hành thi công có ý n ghĩa khoa học
và thực tiễn to lớn. C ông tác này cần phải dựa trên
phân tích đ iểu kiện bảo toàn cân bằng và n hữ ng điểu
phù hợp trong m ôi trường địa chất, n hừ n g n gu yên
nhân phát sinh và phát triển có th ế của các quá trình
địa chât, trên cơ sở thực hiện n hữ n g thực nghiệm ,
lập m ô hình và xử lý xác suất - thống kê n hừ n g kết
quả quan trắc và đ o đạc. Đ ổng thời, cẩn dựa trên
nhữ ng tính toán công trình, tổng hợp lý thuyết và
lập các d ự báo cùng kiến nghị v ề việc đ iều khiển các
quá trình và hiện tượng địa chât theo h ư ớng cẩn
thiết cho con người. N hất thiết phải dựa trên việc sừ
dụ n g tài liệu khảo sát của n hữ ng năm trước, tổng
hợp kinh nghiệm xây d ự n g các công trình và thực
hiện công tác xây d ự n g trong n hử n g đ iều kiện địa
chất tương tự và phân tích những n gu yên nhằn biến
dạng của chúng.
Chính trong Địa chất công trình chuyên m ôn
phát sinh sự cần thiết tồng hợp tất cả hệ thống các
kiến thức địa chât và n hữ ng thành tựu của n hừ n g
lĩnh vự c gần gùi n hư Cơ học đâ't đá, Đ ộng lực học
nước dư ới đất, Đ ộng lực học và ôn định của các công
trình, n g h ề m ỏ, v.v...
Từ kiến thức lôgic của Địa châ't công trình n hư là
m ột khoa học nói chung, thây rõ rằng Địa chất công

trình chuyên m ôn nổi lên như m ột điếm đẩu hướng
đạo trong sự phát triến n h ũ n g hướng khoa học nhánh
của Địa châ't công trình. Đ iểu đó khang định rang Địa
chất công trình thực sự được bắt đẩu ờ nơi đang giải
quyết các vấn đ ề địa chất lớn nhỏ, n hừ ng nhiệm vụ
liên quan với việc xây d ự n g các công trình và thực
hiện công tác xây dựng. Chính điều này làm nên Địa
chất chuyên m ôn và xác định những cơ sở lý thuyết,
phương pháp luận và thực tiễn chính yếu của nó.
Thạch luận công trình, Đ ịa chất đ ộn g lực công
trình và Đ ịa chât côn g trình khu vự c là n hữ ng h ư ớng
khoa học lớn đă đư ợc xác lập - n hữ n g nhánh của Địa
chất côn g trình. Mỗi nhánh trong chúng đ ểu có m ôn
chuyên của m ình, các nhiệm vụ và p hư ơng pháp
nghiên cứu. Đ iều đ ó xác đ ịnh v ị trí tương ứng của
chúng trong kiến trúc lôgic của Địa chất công trình
n hư m ột khoa học nói chung.
H ệ m ôi trường địa chât công trình có nhiều dạng
khác nhau và tùy theo kiểu công trình dạng công tác
xây dự ng và đặc điểm điều kiện địa chất. Có hệ mà
hợp phẩn thứ hai là nền m óng nhà và công trình, các
đường hẩm, các hầm m ỏ và m ỏ lộ thiên, đập và kênh,
nền đâ't của đường, dải đ ổ bay ở sân bay. Có hệ mà
hợp phẩn thứ nhằ't là những đá nứt nẻ, bị phá hoại


ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

kiến tạo mạnh mè, đâ't yếu bão hòa nước, đât bị nén
lún mạnh và không đều, đâ't thấm nước nhiều và đầy

ứ nước, yếu trong nhừng vù ng có hoạt tính địa chấn.
Cẩn phằn biệt yêu cẩu đặc thù của từng loại công
trình: công nghiệp, dân dụng, cầu đường, thủy công.
Sụ phát triển khoa học - kỹ thuật và thực tiễn
hiện nay cho phép xầy d ự n g công trình trong mọi
điểu kiện địa chất công trình. Tuy nhiên, việc giải
quyết những nhiệm vụ công trình luôn luôn phải
dựa trên sự hợp lý v ề kỹ thuật, lợi ích v ể kinh tế,
tuân thủ n hừ n g quy định địa châ't công trình.
Tùy theo giai đoạn khảo sát xây dựng, việc phân
tích Địa chât côn g trình, đánh giá và d ự báo n hững
điểu kiện địa chất của xây d ự n g công trình và tiến
hành công tác xây dựng, có thê là định tính (m ô tả,
so sánh) hoặc định lượng. N gh iên cứu n hững điều
kiện địa châ't cẩn phải được hoàn thành bằng đánh
giá và dự báo định lượng.

Hệ phương pháp khảo sát xây dựng
Địa chất công trình ch u yên m ôn xem xét các
n guyên tắc tô chức hợp lý và những hệ phương
pháp khảo sát xây dự ng trong tất cả các giai đoạn
thiết k ế công trình và khai khấn đâ't đai. Trong đa s ố
các trường hợp, khảo sát là nhừng nghiên cứu đ ổng
bộ vừa khoa học, vừa sản xuất, nhằm giải quyết
n hữ ng vân đ ể lý thuyết và thực tiễn đê luận chứng
cho các thiết k ế xây d ụ n g công trình và thực hiện các
công tác xây dựng.
Cơ sở lý th u yết của Đ ịa chất côn g trình ch u yên
m ôn ở m ức đ ộ đ áng kê là Thạch luận côn g trình,
Đ ịa chất đ ộ n g lực công trình, Địa châ't côn g trình

khu vực và n h ừ n g định luật, dựa trên n h ữ n g tổng
h ợ p v ể đ ịn h tính và đ ịnh lư ợ n g n hiều quan trắc và
n g h iên cứu, kinh n ghiệm khảo sát xây d ự ng, xây
d ự n g côn g trình, phân tích n g u y ên nhân biến d ạng
và tai nạn của chúng. N h ữ n g đ ịn h luật ấy đ ư ợc
phát biểu n h ư sau:
1). Sử d ụ n g khu vực, xây d ự n g công trình và tiến
h ành công tác xây d ự n g cần phù hợp với n hừ n g điều
kiện địa chât đ ang tổn tại - bằng việc bài trí không
gian địa châ't (định luật phù hợp v ề địa chất).
2). H oạt đ ộ n g xây d ự n g của con người phải dựa
trên sự hiểu biết các định luật và quy luật phát triển
các quá trình và hiện tượng địa chât (định luật xét
đ ến đ ộng lực h ọc của v ỏ Trái Đất).
3). Khi thiết k ế công trình và sử d ụ n g m ôi trường
địa chất, khảo sát xây d ự n g phải đảm bảo chọn được
n hữ n g giải p h áp công trình tôi ưu, đảm bảo cho việc
xây d ự n g và thực hiện công tác xây d ự n g tránh được
m ọi bâ't n gờ v ể địa châ't (định luật m ức độ chi tiết
nghiên cứu m ôi trường địa chất).
Khả năng phát biếu n hữ n g định luật ấy cũng
phản ánh tình trạng hiện đại của sự phát triển khoa
học này.

303

Sè là sai lầm nếu k hông coi Đ ịa chât công trình
ch u yên m ôn n hư m ột nhánh của Địa chất công trình,
n h ư m ột h ư ớ n g khoa h ọc hoặc gọi là hệ p hư ơn g pháp
nghiên cửu địa chât côn g trình. Đ iểu đ ó k hôn g tương

ứ n g với nội d u n g và các n hiệm v ụ của Đ ịa chât công
trình nói chung, loại bò tính đ ộc lập của nó. Cẩn hình
d u n g thật rõ rằng n h ừ n g h ư ớng khoa học nhu Thạch
luận côn g trình (khoa h ọc v ể bản chât của đất đá), Địa
chất đ ộ n g lực côn g trình (học thuyết v ể n hừ n g điểu
kiện phát triến các quá trình và hiện tư ợng địa chât),
Đ ịa chất côn g trình khu v ự c (khoa học v ể sự hình
thành n h ũ n g điểu kiện địa chất côn g trình của các
vù ng, các khu vực). Đ ó là cơ sở đ ê giải q uyết n hữ ng
nhiệm vụ chính y ếu của Đ ịa chất côn g trình.
Các p h ư ơ n g p háp và h ệ p h ư ơ n g p h áp n gh iên
cứ u tuy là p h ư ơ n g tiện q uan trọng đ ế n hận th ô n g tin
v ể các tính chất của đâ't đá, v ề các quá trình địa chât,
n h ư n g k h ôn g phải ch ú n g q u y ết đ ịn h nội d u n g chính
y ếu n h ừ n g nhán h Đ ịa chât cô n g trình.
Đ ịa châ't cô n g trình là m ột lĩn h v ự c của các kiến
thứ c địa chất, phát triển trong sự tiếp xú c chặt chẽ
vớ i các khoa học kỹ thuật: xây d ự n g và m ỏ, bời v ì
n h ữ n g n h iệm vụ địa chất m à n ó phải giải quyết
trong g ó c đ ộ xây d ự n g . K iến thứ c Đ ịa chất công
trình th u ộc lĩnh v ự c của địa chất học, n h ư n g liên
quan chặt chê v ớ i các khoa h ọ c kỹ thuật n h ư xây
d ự n g và m ỏ và d o n h iệm v ụ địa chất m à nó phải giải
q u y ết trong g ó c đ ộ xây d ự n g . Vì thế, trong Đ ịa chất
cô n g trình ch u y ên m ôn sử d ụ n g n h ừ n g n g u y ê n lý và
p h ư ơ n g p h áp của Cơ h ọc đ ất đá, Đ ộ n g lực h ọc nước
d ư ớ i đất, Đ ộ n g lự c h ọc các cô n g trình xây d ự n g và
của các khoa h ọc khác.
N h ũ n g n h iệm v ụ và n h ử n g vấn đ ề lớn n h ò mà
Đ ịa chất cô n g trình ch u y ên m ôn g iải q u y ết liên quan

chặt chẽ v ớ i v iệc bảo v ệ m ôi trư ờng x u n g quanh.
K h ông th ể h ìn h d u n g đ ư ợ c m ôi trư ờng quan h ta và
n h ử n g g iải p háp đ ư ợ c thự c h iện nhằm bảo v ệ nó lại
k h ô n g liên quan gì với m ôi trường địa chất. Vì vậy
n h ữ n g n h iệm v ụ và n h ữ n g vâh đ ể lớn n h ỏ m à Địa
chất cô n g trình ch u y ên m ôn giải q u yết liên quan chặt
ch ẽ v ớ i v iệc bảo v ệ m ôi trư ờng x u n g quanh.

Nhiệm vụ của địa chất công trình chuyên môn
H ầu n h ư m ọi ý đ ổ kỹ thuật có tầm cỡ kinh t ế
q u ố c d ân đ ểu trực tiếp hoặc gián tiếp đ ư ợ c biến
thành h iện thự c qua v iệc xây d ự n g cô n g trình hoặc
qua v iệc sử d ụ n g khu đ ấ t v ề m ặt k inh tế. Mà v iệ c sử
d ụ n g đất đai n h ư v ậ y cũ n g liên quan với v iệc thực
h iện cô n g tác xây d ự n g hoặc n h ữ n g cô n g v iệc kỹ
thuật khác. Trước khi xâ y d ự n g cô n g trình, bao giờ
củ n g phải thiết kế, theo n h ừ n g tài liệu khảo sát trắc
địa, địa chất cô n g trình, thủy văn và n h ừ n g dạng
k hảo sát khác. D o vậy, n g h iên cử u địa chất công
trình là m ột b ộ phận của khảo sát xây d ự n g , một
phẩn cô n g tác chuẩn bị khi thiết k ế và thi cô n g m ọi
c ô n g trình và khi thự c h iện các cô n g tác xây d ự ng.


304

BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT

N hiệm vụ khảo sát xây d ự n g là nghiên cứu
n hữ n g điểu kiện thiên nhiên, k ể cả những điều kiện

địa chất công trình của vù n g hoặc khu đất b ố trí
côn g trình, đ ể thu thập n hững tài liệu gốc cẩn thiết,
đảm bảo đ ể ra được nhừng giải pháp đ ún g đắn vê'
p hư ơn g diện kỹ thuật và hợp lý nhất v ề phư ơng
d iện kinh tế khi thiết k ế và thi công.
C ông việc đ iều tra địa chất công trình đê luận
ch ứ n g cho thiết k ế công trình và thiết k ế các công tác
kỹ thuật khác được gọi là khảo sát xây dựng.
Khi thiết k ế n hữ n g công trình lớn theo k ế hoạch
có trình tự, ta tiến hành khảo sát xây dựng. Khảo sát
xây dự ng những công trình lớn theo k ế hoạch có
trình tự nhằm những m ục đích sau đây:
1) Luận chứng đẩy đủ v ề địa chât công trình và
kinh t ế kỹ thuật cho các đổ án xây d ự n g các đôi
tượng ưu tiên s ố m ột đã được lựa chọn trên cơ sở sơ
đ ổ vạch sẵn. Sử d ụn g hợp lý m ôi trường địa chất,
bảo vệ cuộc sống và hoạt đ ộn g của con người cùng
n hữ n g tài sản quý giá do con người tạo nên dưới
hình thức công trình, nhà cửa, xí nghiệp.
2) Làm chính xác thêm cách b ố trí đối tượng xây
d ự n g ở khoảnh đât đã chọn và luận chứng chi tiết v ề
địa chất công trình cho đ ổ án thiết k ế đối tượng đó,
cho điều kiện xây dựng, sự ổn định, giá thành và
đ iểu kiện khai thác công trình.
Khi công tác điều tra tiến triến bình thường,
n hữ n g điều kiện địa chât công trình của khu vự c có
côn g trình đang thiết k ế được nghiên cứu theo m ột
trình tự nhất định, từ tổng thể đến bợ phận, cho nên
quá trình điểu tra địa chất công trình thống nhât
được chia thành các giai đoạn. Tài liệu thu thập ở

m ỗi giai đoạn được d ùng đ ể làm luận chứng cho bản
thiết k ế m ột công trình nào đ ó ở giai đoạn tương ứ n g
của việc khởi thảo đô' án.

Các giai đoạn thiết kế công trình và điều tra
địa chắt
M uốn đạt được các giải pháp tối ưu, với chi phí ít
nhất v ể sức lực, phương tiện và vật liệu, nên tiến
hành thiết k ế công trình theo trình tự. Đã có thòi kỳ,
hệ thiết k ế hai giai đoạn được coi là cơ bản ở nhiều
nước. C ông việc của giai đoạn thứ nhât là lập thiết kê'
kỹ thuật, còn giai đoạn thứ hai - lập bản vẽ thi công.
V ào thời trước đó nữa, giai đoạn trước thiết k ế kỹ
thuật được gọi là "nhiệm vụ thiết kê*\
Ớ những vù n g khai khẩn lẩn đầu, đ ể thuyết
m inh triển vọn g chung của công tác xây dự ng, cũng
n h ư khi thiết k ế những đối tượng lớn và phức tạp, có
ý nghĩa kinh t ế quốc dân quan trọng đặc biệt - trước
thiết k ế kỹ thuật còn cần lập luận chứng kinh tê'kỹ
thuật cho việc xây dựng un tiên d ự kiến. Tùy theo
d ạng xây dựng, nhừng công tác làm trước thiết k ế
n hư vậy có thê có tính chất và thậm chí có tên gọi
khác nhau, nhưng đểu có chung m ột m ục đích là nêu

lên đư ợc luận chứng kinh t ế kỹ thuật v ề m ức độ hợp
lý của việc xây d ự n g đối tượng ưu tiên và xác định
đư ợc tham s ố kỹ thuật chủ yếu của công trình, nhằm
phục vụ cho thiết kế. C hẳng hạn, khi thiết k ế các
công trình thủy lợi, nhừ ng công tác trước thiết kê
bao gồm v iệc lập sơ đổ tổng hợp sử dụng sông ngòi cho

mục đích năng ỉượng, cải thiện điểu kiện thông
thuyền, tưới nước, cung cấp nước, tránh lũ lụt, v.v...
và luận ch ứ n g kinh t ế kỹ thuật đ ể xây dựng đối
tượng ưu tiên. Khi thiết k ế n hử n g đ ư ờ n g trục lớn,
công tác trước thiết k ế bao gồm việc lập luận chứng
kinh tế - kỹ thuật v ề m ức đ ộ hợp lý của việc xây dự ng
hoặc cải tạo đ ư ờng, chợn h ư ớng tuyến và các tham
SỐ kỹ thuật của đ ư ờ n g đang thiết kế. Khi thiết k ế xây
d ự n g và cải tạo thành phố, trạm dân cư kiêu đô thị,
trong thời kỳ trước thiết kế, cẩn lập mặt bằng tống thể
cùa thành phô'và vùng phụ cận, chọn khu vực xẫy dựng
trước tiên và xác lập các thông s ố của nó.
Bản thân việc thiết k ế kỹ thuật công trình được
bắt đẩu từ khi lập thiết k ế kỹ thuật. Thiết k ế kỹ thuật
công trình ỉà vãn bản chủ yêu làm căn cứ cho việc xây
dựng. Khi lập thiết k ế kỹ thuật, ngư ời ta làm chính
xác thêm sự b ố trí các công trình ở diện tích xây
dự ng đã chọn, xác định kiểu, loại, kết cấu và các
tham s ố của côn g trình, cách sắp xếp chúng, đánh
giá lần cuối cùng đ ộ ôn định, điểu kiện xây dự ng
hoặc đ iều kiện công tác mỏ, giá thành các công trình,
thời hạn xây dự ng và đ iểu kiện khai thác. Trong
bước thiết k ế kỹ thuật - luận chứ ng tất cả các biện
pháp nhằm đảm bảo sự ổn định hoàn toàn và tuổi
thụ cùa các công trình củng nhu m ức độ an toàn khi
khai thác chúng.
Trong bước lập bán vẽ thi công, ta chuyển đặt
(giác) các công trình thiết k ế ra thực địa, theo mặt
bằng và theo độ cao, làm chính xác thêm các chi tiết
của đ iểu kiện thiên nhiên và của từng giải pháp kỹ

thuật nào có thê ảnh h ư ởng đến đ ộ ổn định của các
công trình, ảnh h ư ởng đến việc thi công xây d ự ng và
khai thác mỏ, v.v... N h ữ n g công việc n hư vậy được
hoàn thành phẩn lớn trong thời kỳ xây d ụn g. Vì vậy,
trong đổ án cù n g quy định việc kiểm tra - việc giám
sát của tác giả đối với n hữ n g công việc đó, quy định
cả việc lập tài liệu các h ố m ó n g xây dự ng, các công
trình khai đào và việc tiến hành n hừ n g thí nghiệm
khác nhau ở trong đó, nhằm thu thập những số liệu
cẩn thiết đ ế chính xác hóa các tham s ố tính toán của
công trình, n hữ n g đặc đ iếm kết cấu cùa nó và những
giải pháp kỹ thuật khác.
Khi lập quy hoạch xây d ự n g hàng loạt nhũng đối
tượng k hông phức tạp và có sử d ụn g thiết k ế mâu,
hoặc khi d ùn g lại n hữ n g bản thiết k ế riêng - thông
thường thiết k ế theo m ột giai đoạn đư ợc tiến hành,
trong giai đoạn đ ó lập luôn cả thiết k ế kỹ thuật thi
công. Trong trường hợp này, phải giải quyê't đ ổng
thời các vân đ ể nơi bô’ trí công trình, n hừ n g tham s ố
kỹ thuật chủ yếu và giá thành công trình. N ếu có sẵn


ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

sơ đổ sử d ụng tống hợp tài n gu yên thiên nhiên của
m ột v ù n g nào đó hoặc có sẵn mặt bằng tổng thế phát
triển thành phố, thì k hông tiến hành luận chứng lại
về kinh t ế kỹ thuật. Sau khi xây d ự n g đối tượng ưu
tiên, đối tượng khác được xây tiếp theo sơ đồ đã
đư ợc vạch.

Trình tự công nghệ chủ yếu của các quá trình
thiết k ế công trình là như vậy. N ó bao gồm việc thực
hiện những công tác trước thiê't k ế và thiết kế. Cho
nên, việc điểu tra địa chất công trình được tiến hành
theo tùng giai đoạn [H .l].

305

hành điểu tra sơ bộ khi việc lựa chọn v ị trí b ố trí
côn g trinh đã được định trước và chỉ cẩn thu thập
m ột ít SỐ liệu gốc cho bước đẩu thiết kế. N hữ n g điểu
kiện như vậy thường hay có khi đã lập được quy
hoạch tống thế. C hăng hạn, cẩn thiết k ế đ ư ờng vào
cầu trong m ột thành p h ố mà ở đ ó đã xác định xong
v iệc b ố trí các đ ư ờng trục, khu p h ố cẩn xây dựng,
v.v... và vị trí tuyến đường vào cũng đã được giải
quyết. Trong trường hợp này, việc luận chứng chọn
vị trí đư ờng vào cẩu không cần thiết nữa, nhưng lại
cẩn n hừ ng d ự kiến sơ bộ đê cung câp cho bước đầu
thiết kế.
Vì vậy, tùy theo từng yêu cẩu riêng, việc điểu tra
sơ bộ địa chất công trình có thê được tiến hành đ ể
lập luận chứng kinh t ế kỹ thuật, hoặc lại là giai đoạn
đầu của công tác nhằm luận chứng cho thiết k ế kỹ
thuật các công trình.

Hình 1. Sơ đồ các giai đoạn điều tra địa chất công trinh.

Luặn chứng kinh t ế kỹ thuật thường được lập
theo văn liệu và tài liệu lưu trử, kèm theo nhừng công

việc điểu tra sơ bộ v ề địa châ't công trình và v ề các mặt
khác, nhằm nghiên cứu những điều kiện thiên nhiên
và triến vọn g phát triển của vù ng đó. N hừ ng việc
điều tra như vậy cho phép xác định m ức độ cẩn thiết
v ề kỹ thuật và tính hợp lý v ề kinh tế của công trinh
xây dựng. Diều tra sơ lược v ề địa chất công trình cho
p hép xác định m ột cách có cơ sở hơn nhửng khu vực
có thê b ổ trí đối tượng xây dựng và chọn được khu
vực ư u tiên có triển vọng. Đ ối với m ột s ố dạng xây
dựng, chăng hạn như thủy lợi - căn cứ vào điều tra
địa châ't công trình sơ lược đ ể làm chính xác thêm các
văn liệu và tài liệu lưu trữ. N h ừ n g tài liệu đ ó dùng đ ể
luận chứng cho việc sừ d ụn g tổng hợp sôn g ngòi, còn
khi thiết k ế thành p h ố - đê luận chứng cho quy hoạch
tổng thê hoặc phát triển.
Sau khi hình d u n g được n hữ n g đặc điểm điểu
kiện địa chất công trình của khu vực bằng cách đ ó và
sau khi thu yết m inh được vù n g có triến vọn g nhất
đ ế b ố trí các công trình, việc điều tra địa chất công
trình sơ bộ đ ư ợc tiến hành nhằm luận chứng so sánh
v ề kinh t ế - kỹ thuật các p hư ơn g án vị trí b ố trí công
trình và chọn p hư ơng án tốt nhất trong khu vực đó.
Đ iểu tra sơ bộ v ể địa chất côn g trình ở từng
khoảnh d ự kiến trong khu vự c đ ang xét, nhằm chọn
m ột khoảnh trong đó. Vì vậy, khi tiến hành nhữ ng
việc đ iều tra như vậy cẩn chú ý nhiều đ ến các đặc
đ iếm quan trọng nhât của điểu kiện thiên nhiên có
tính châ't quyết đ ịnh việc lựa chọn nơi b ố trí các công
trình ở khu vự c đó. N ếu đối với m ột đối tượng nào
đ ó k h ôn g lập luận ch ứ n g kinh t ế - kỹ thuật, thì điều

tra sơ bộ đ ể chọn nơi b ố trí các công trình và đánh
giá sơ bộ điểu kiện xây d ự n g ch ú ng được tiến hành
ở b ư ớc đầu tiên của khảo sát địa chất công trình. Lúc
đó, đ ê luận ch ứ n g cho thiết k ế kỹ thuật cũng tiến

Sau khi đã hoàn thành m ột tổng th ể cần thiết các
côn g tác điều tra sơ bộ đ ể luận chứng chọn nơi b ố trí
các công trình và đánh giá sơ bộ điểu kiện xây dựng,
v iệc điều tra địa chất công trình chi tiêì đư ợc tiến hành
tại khoảnh đã chọn, nhằm luận chứ ng cho thiết k ế kỹ
thuật. Tài liệu đ iểu tra của bước này phải thuyết
m inh được đẩy đủ toàn bộ điểu kiện địa chất công
trình của v ù n g xây d ự ng các công trình và cung cấp
đư ợc tất cả n hữ ng dữ kiện gốc cẩn thiết cho thiết kế.
Theo nhừ ng d ừ kiện đó, ta chính xác hóa việc b ố trí
các công trình ờ khoảnh đâ't xây d ự n g đã chọn - giải
quyết dứt khoát b ố cục của chúng, đ ộ sâu cắt vào
đất, các tham sỏ tính toán v ê các tính chất cua đất đá,
điểu kiện thi công xây dự ng và khai thác m ỏ, mức
đ ộ ổn định của các công trình; đ ể xuất m ột hệ thống
các biện pháp nhằm đảm bảo tính ổn định, bền lâu
của các công trình, m ức độ an toàn khai thác chúng,
đảm bảo bảo v ệ được m ôi trường xung quanh.
N h ử n g tài liệu khảo sát chi tiết phải bao gồm các s ố
liệu v ề loại, trừ lư ợng và châ't lư ợng vật liệu xây
d ự n g của các m ò định lây, cũng n hư n hừ ng s ố liệu
v ề điểu kiện cung cấp nước thường xu yên và tạm
thời cho đối tượng thiết kế.
Giai đoạn kết thúc của công tác khảo sát xây
d ự n g là điều tra địa chất công trình bố sung. C ông tác

này thư ờng được tiến hành sau khi xét d uyệt thiết k ế
kỹ thuật, tiến hành đ ổng thòi với thi công, nhằm làm
chính xác thêm m ột s ố giải pháp kỹ thuật. Ớ giai
đ oạn khảo sát này, còn lập tài liệu h ố m óng xây
d ự ng, các h ố khai đào, tiến hành công tác thí nghiệm
trong các h ố đó, tô chức quan trắc chuyên m ôn v ề độ
lún công trình, v.v... Các tài liệu điều tra bố sung
d ù n g đ ể luận chứ ng cho bản vẽ thi công.
Đ ó là sự tiến triển bình thường của công tác điều
tra địa chất công trình khi thiê't k ế và thi công công
trình, cù n g những tô hợp của chúng và khi khai
khẩn lãnh thổ nhằm m ục đích kinh tế. Trong nhừng
trường hợp riêng biệt, trình tự tiến triển bình thường
n hư vậy của công tác điều tra có thê thay đổi.


306

BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT

Tài liệu tham khảo
E n c y c lo p e d ia o f G e o lo g y , V o l. 1 & 2, 2 0 05. E ỉs e v ie r A c a d e m ic
P ress. V o lu m e 1 (4 4 4 -5 8 0 ); V o lu m e 2 (1-34).

L ô m ta đ z e V .Đ ., 1983. Đ ịa c h ấ t c ô n g tr ìn h . Đ ịa ch â't c ô n g tr ìn h
c h u y ê n m ô n . N X B Đ ạ i h ọ c v à T r u n g h ọ c c h u y ê n n g h iệ p . 37 9 tr.
H à N ộ i. N g ư ờ i d ịc h c h ín h v à h iệ u đ ín h : P h ạ m X u â n .
/ÌOMTaA3e B. 4 / 1982. MH>KeHepHafl re/iorM «. C n e u n a y ib n a A

MHaceHepHaa recM orna. 1434.

"H e ờ p a ".

496 c rp . /leHM Hrpa^.

Thạch luận công trình
Phạm X uân.
L i ê n h iệ p K h ả o s á t đ ịa c h ấ t X ừ lý n ề n m ó n g c ô n g trìn h .

Giới thiệu
Thạch luận công trình (TLCT) là m ột hư ớng khoa
học, nghiên cứu v ề Thạch luận đất đá trong Địa chât
công trình. N hiệm vụ của Thạch luận công trình là
nghiên cứu bản chất các tính châ't cơ, lý của các kiểu
nguổn gốc và thạch học khác nhau cùa đ ấ t đá và các
quy luật biến đổi trong không gian của chúng; đ ề
xuất các cơ sớ lý thuyết dự báo chúng tại những
khoảnh và tầng khác nhau của v ỏ Trái Đất, các
phương pháp thí nghiệm hiện trường, trong phòng;
cải thiện nhân tạo và tái tạo chúng.

Cơ sở khoa học
Cơ sở khoa học của TLCT là lý thuyết hình thành
các tính chât của đất đá - những quá trình tạo ra trạng
thái vật lý, các tính chât của chúng trong thời gian
thành tạo và tổn tại v ề sau trong vỏ Trái Đâ't, những
biến đối của chúng do ảnh hường cùa các công trình
xây dựng và những công tác kỹ thuật khác nhau.
Chính do các quá trình đó, đâ't đá như m ột loại vật
chất của vỏ Trái Đất, khác nhau v ề nguồn gốc, điểu

kiện th ế nằm, trạng thái, cấu trúc, biểu hiện đầy đủ
nhất chất lượng xây dựng của chúng.
Khi nghiên cứu đá m agm a, điểu quan trọng là
hiểu được chúng đã đạt được nhừng đặc điểm gì
trong m ỗi pha của quá trình m agm a - bản thân
magma, câu tạo m agm a ban đầu, m agm a m uộn và
hậu m agm a. Khi nghiên cứu đá trầm tích, điểu quan
trọng là làm sáng tỏ n hừ n g điểu kiện và phương
thức tích lũy vật liệu trầm tích và sự tái tạo vật liệu
đó trong quá trình thành đá (lithification), khi
d iagenez và nhừng biến đổi của chúng trong vỏ Trái
Đất khi katagenez. Đ ối với đá biến chất, sự biến đổi
thành phần khoáng vật và cường độ biến châ't - m ức
độ tái kết tinh, thay đổi câu trúc, tính dị hướng có vị
trí hàng đẩu.
Điều quan trọng là cần chú ý rằng nhừng tái tạo
đất đá trong vỏ Trái Đâ't đặc trưng cho sự hình thành
các tính chất của chúng được xác lập không chi theo

diện m ạo bên ngoài và trạng thái vật lý của chúng,
mà còn kiểm tra được bởi các chỉ tiêu tính chất cơ - lý
(mật độ, độ rỗng, đ ộ bển, đ ộ đàn hổi, v .v ...). Tất cả
n hữ ng điểu đó đòi hỏi phải nghiên cứu đất đá ờ
n hữ ng câp đ ộ khác nhau; phân tử, kiến trúc nhỏ,
kiến trúc lớn.
Tính châ't và trạng thái vặt lý của đất đá thường
không đ ổng nhất; vì vậy nhữ ng p hư ơn g pháp vật lý
thê rắn được sử dụng khi nghiên cửu m ột sô đất đá,
đối với s ố đâ't đá khác - d ùn g n hữ n g p hư ơng pháp
hóa lý, hóa keo - áp d ụ n g khi n ghiên cửu các hệ

phân tán.
Đ ất đá trong v ỏ Trái Đất thường xu yên chịu tác
d ụ n g của trợng lực, lực kiến tạo và n h ữ n g lực khác,
ứ ng suất dư bình thường, chịu tác đ ộn g của nước
dư ới đất, của các khí, các quá trình địa hóa và sinh
hóa, nhiệt từ Mặt Trời và từ lòn g đất, cù n g nhù ng
quá trình và hiện tư ợng khác. Vì vậy, n h ừ n g quá
trình hình thành các tính chất của đất đá và các chât
lư ợng xây dự ng của ch ú ng rất phứ c tạp. Khi xét
n hữ ng kiểu nguồn gốc đá cụ thể, và vị trí của nó
trong không gian điạ chất, điểu quan trọng là xét tới
và làm sáng tỏ n hử ng đ iều kiện chủ đ ạo hình thành
nhữ ng tính châ't quan trọng nhâ't và đánh giá các kết
quả của chúng.
Kết quả nghiên cứu hiện nay cho thây tính châ't
của đất đá phụ thuộc vào nhiều nhân tố cơ bản sau
đây.
1) Phương thức và điểu kiện thành tạo đất đá quyết định kiêu thạch học, câu trúc và hình dạng th ế
nằm;
2) Thành phẩn vật châ't, kiến trúc, câu tạo, đặc
trưng và đ ộ bển của các liên kết kiến trúc, từ đây
phụ thuộc hoạt tính hóa - lý của đất đá khi tác dụng
với m ôi trường xung quanh và sức chống lại các tác
d ụn g bên ngoài;
3) Vị trí câu trúc - kiến tạo hiện đại của đâ't đá
trong v ỏ Trái Đâ't, gây ra trạng thái ứ n g suất tự