Nghiên cứu ổn định thấm cho đất đắp đập ở miền trung bằng vật liệu geosynthetic clay linner

Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
------------------------

LÊ THỊ THU HIỀN

NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH THẤM CHO ĐẤT ĐẮP ĐẬP Ở
MIỀN TRUNG BẰNG VẬT LIỆU
GEOSYNTHETIC CLAY LINER (GCL)

CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
MÃ NGÀNH: 60 58 60

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. Hồ CHÍ MINH, tháng 6 năm 2009


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS. TRẦN THỊ THANH

Cán bộ chấm nhận xét 1 :...................................................................................

Cán bộ chấm nhận xét 2 :...................................................................................

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày . . . . . tháng . . . . năm 2009

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

Tp. HCM, ngày 30 tháng 6 naêm 2009

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: LÊ THỊ THU HIỀN

Phái: Nữ

Ngày tháng năm sinh: 08/02/1982

Nơi sinh: BÌNH DƯƠNG

Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng

Mã số ngành: 60.58.60

Khóa: K2006

Mã số học viên: 00906206

I. Tên đề tài :
NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH THẤM TRONG ĐẤT ĐẮP ĐẬP Ở MIỀN TRUNG
BẰNG VẬT LIỆU GEOSYNTHETIC CLAY LINER (GCL)

II. Nhiệm vụ và Nội dung luận án:
1. Nhiệm vụ:
Nghiên cứu ổn định thấm cho đất đắp đập bằng vật liệu địa phương ở miền Trung
sau khi sử dụng vật liệu Geosynthetic Clay Liner (GCL)
2. Nội dụng luận văn :
Mở đầu
Chương 1: Đặc điểm địa chất của khu vực nghiên cứu.
Chương 2: Các phương pháp trong phòng để xác định hệ số thấm của đất đắp
đập.
Chương 3: Các dạng cơng trình đập đất trong khu vực nghiên cứu và nguyên nhân
xảy ra sự cố thấm của đập
Chương 4: Tình hình nghiên cứu sử dụng đất đắp tại chỗ có sử dụng vật liệu
Geosynthetic Clay Liner (GCL).
Chương 5: Xác định hệ số thấm của đất đắp đập khi sử dụng vật liệu Geosynthetic
Clay Liner (GCL).
Kết luận và kiến nghị
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN


III/. Ngày giao nhiệm vụ: 15/6/2008
IV/. Ngày hoàn thành: 30/6/2009
V/. Họ và tên cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Trần Thị Thanh
Nội dung và đề cương Luận án Cao học đã được thông qua Hội đồng Chuyên ngành
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

KHOA QL CHUYÊN NGÀNH

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được đề tài luận văn: “Nghiên cứu ổn định thấm cho đất đắp
đập ở miền Trung bằng vật liệu Geosynthetic Clay Liner (GCL)” trước tiên, tác
giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Thị Thanh đã tận tình hướng
dẫn và chỉ bảo tác giả trong suốt quá trình làm luận văn.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã động viên, khích lệ
và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn này.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô Bộ môn Địa Kỹ Thuật Xây
Dựng – Khoa Xây Dựng – Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM đã dạy dỗ, truyền
đạt cho tơi những kiến thức hữu ích trong suốt q trình tơi tham gia học tập tại
trường.
Xin gửi tới các cán bộ Bộ Môn Địa Kỹ Thuật - Viện Khoa Học Thủy Lợi
Miền Nam lời cảm ơn đã giúp đỡ tận tình cho tác giả trong lúc thực hiện thí
nghiệm của luận văn.
Xin chân thành cảm ơn!
Tp. HCM, ngày 30 tháng 6 năm 2009
HV. Lê Thị Thu Hiền


TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
I. Tên đề tài :
NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH THẤM TRONG ĐẤT ĐẮP ĐẬP Ở MIỀN TRUNG
BẰNG VẬT LIỆU GEOSYNTHETIC CLAY LINER (GCL)
II. Tóm tắt luận văn:
Nhằm mục đích nâng cao chất lượng cơng trình, bảo đảm tính kinh tế, trong các
dạng đường giao thơng, đê, đập, người ta thường sử dụng vật liệu có tại chỗ như đất, đá,
cát, sỏi với điều kiện các mỏ vật liệu khơng q xa cơng trình. Vì vậy, đất là vật liệu
chủ yếu được sử dụng với khối lượng lớn trong các cơng trình đất đắp.

Trong khu vực miền Trung, thường gặp các lớp đất tàn tích, sườn tàn tích (bao
gồm cả bazan). Các lớp đất này thường có tính chất cơ lý đặc biệt (trương nở, co ngót,
…), cấu trúc hạt khơng đồng đều nên có hệ số thấm K > 10-5 cm/s không đáp ứng được
đầy đủ các yêu cầu về ổn định thấm. Cho nên, khi sử dụng đất tại chỗ ở miền Trung
làm đất đắp đập với hệ số K > 10-5 cm/s thường là những điều kiện gây ra sự cố cho
cơng trình.
Với mục đích góp phần giải quyết những vấn đề trên, phục vụ thiết yếu cho việc
xây dựng, phát triển bền vững và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên có sẵn tại các khu
vực xây dựng mà vẫn đảm bảo ổn định cho cơng trình, trong đó bao gồm cả ổn định
thấm, luận văn chủ yếu nghiên cứu về:
• Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tính thấm của đất đắp đập.
• Tiến hành thí nghiệm thấm trong phịng cho đất đắp đập bằng vật liệu địa
phương, nghiên cứu sự thay đổi hệ số thấm sau khi sử dụng vật liệu
Geosynthetic Clay Liner và so sánh với hệ số thấm trước khi sử dụng
thêm vật liệu GCL.


ABSTRACT OF THESIS
I. THESIS:
“PERMEABILITY STABILITY OF SOIL AT MIDLAND REGION AFTER
USING GEOSYNTHETIC CLAY LINER (GCL) MATERIAL RESEARCH”
II. SUMMARY:
For improving quality of constructions, economic ensuring, in many types of
traffic way, dike, dam, people usually uses local material like soil, rock, sand and gravel
if these occurrence is not placed too far from construction location. So that, local soil is
mainly used in filled-soil constructions with large amount.
In the centre of VietNam, the mainly local soil is aluvi soil layers, deluvi soil
layers (include bazan). These soil layers usually have special physico-mechanical
properties (swelling, shrinkage, etc.), non-homogeneous size of soils. These facts make
coefficient of permeability (K) is usually greater than 10-5 cm/s, so they does not satisfy

requirement about permeability stabilization. The using local soils at the centre of
Vietnam make dam with coefficient of permeability (K) greater than 10-5 cm/s is often
the one of structure failure causes.
For solving above problem, serving for building, lasting development and best
using the local resources, beside that stabilization of contruction is ensured, included
permeability stabilization, the thesis mainly research:
•

Factors affects permeability of filling soil.

•

Doing permeability test in laboratory for filling soil with local materials,
researching the coefficient change after using Geosynthetic Clay Liner
material and comparing with coefficient before using it.


MỤC LỤC
Trang
LỜI MỞ ĐẦU .....................................................................................................01
1. Tính cấp thiết của đề tài ...............................................................................02
2. Mục tiêu và phương pháp nghiên cứu .........................................................03
3. Phạm vi nghiên cứu......................................................................................04
4. Nội dung của luận văn .................................................................................05
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1. Đặc điểm địa hình .....................................................................................05
1.2. Đặc điểm khí hậu ......................................................................................06
1.3. Đặc điểm địa chất cơng trình ....................................................................08
1.4. Kết luận .....................................................................................................18
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỂ XÁC ĐỊNH HỆ SỐ THẤM CỦA

ĐẤT ĐẮP ĐẬP
2.1. Đặc tính thấm của đất ...............................................................................19
2.1.1. Gradient thủy lực ban đầu của dịng thấm trong mơi trường đất.......20
2.1.2. Về qui luật dịng thấm trong mơi trường hạt lớn ...............................22
2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến đặt tính thấm của đất...............................23
2.1.4. Hệ số thấm của các loại đất thường gặp ............................................24
2.2. Phương pháp xác định hệ số thấm bằng thí nghiệm .................................26
2.2.1. Phương pháp thí nghiệm thấm trong phịng ......................................26
2.2.1.1. Thí nghiệm thấm với sơ đồ cột nước khơng đổi.........................26
2.2.1.2. Thí nghiệm thấm với sơ đồ cột nước thay đổi ............................28
2.2.1.3. Thí nghiệm hộp thấm Rowe........................................................30
2.2.1.4. Xác định hệ số thấm dựa vào kết quả thí nghiệm nén một trục
khơng nở hơng (thí nghiệm Oedometer)..............................................................32
2.2.2. Phương pháp thí nghiệm thấm hiện trường ......................................37


2.2.2.1. Thí nghiệm bơm hút nước trong tầng chứa nước bị chặn ..........38
2.2.2.2. Thí nghiệm bơm hút nước trong tầng chứa nước khơng chặn....40
2.2.2.3. Thí nghiệm đổ nước trong hố khoan...........................................42
CHƯƠNG 3: CÁC DẠNG CƠNG TRÌNH ĐẬP ĐẤT TRONG KHU VỰC
NGHIÊN CỨU VÀ NGUYÊN NHÂN XẢY RA SỰ CỐ
THẤM Ở ĐẬP
3.1. Các dạng đập đất trong khu vực nghiên cứu.............................................44
3.1.1. Kết cấu đập đồng nhất........................................................................44
3.1.2. Kết cấu đập không đồng nhất.............................................................45
3.1.3. Kết cấu đập có tường lõi mềm ...........................................................47
3.1.4. Kết cấu đập tường nghiêng mềm .......................................................49
3.1.5. Kết cấu đập tường nghiêng phía trước mềm......................................50
3.1.6. Kết cấu đập tường nghiêng và chân khay mềm.................................51
3.1.7. Kết cấu đập có màng chống thấm bằng khoan phụt vữa ximăng –

bentonit.................................................................................................................51
3.1.8. Kết cấu đập có tường chống thấm cứng ............................................52
3.2. Nguyên nhân chính xảy ra sự cố thấm bằng vật liệu địa phương.............55
3.2.1. Đánh giá tổng quát về hiện tượng thấm mất nước của đập đất .........57
3.2.2. Hiện tượng và nguyên nhân chủ yếu thấm dưới nền .........................59
3.2.3. Hiện tượng thấm ở hai bên vai đập....................................................61
3.2.4. Hiện tượng và nguyên nhân chủ yếu thấm dưới nền .........................62
3.3. Công nghệ và vật liệu chống thấm mới cho các đập đất bằng vật liệu địa
phương..................................................................................................................64
3.3.1. Màng chống thấm địa kỹ thuật (Geomembrane) ...............................64
3.3.2. Chống thấm bằng thảm bêtông (Concrete matts) ..............................65
3.3.3. Chống thầm bằng cừ bêtông cốt thép ứng suất trước (Prestressed
concrete sheet piles) .............................................................................................67


3.3.4. Cừ chống thấm bằng tường bản nhựa (Vinyl sheet piling) ...............68
3.3.5. Tường hào chống thấm bằng hỗn hợp dung dịch bentonit+ximăng..69
3.3.6. Tường hào chống thấm màng địa kỹ thuật (GEOLOCK – Vertical cut
off wall) ................................................................................................................70
3.3.7. Tường nghiêng chống thấm bằng thảm sét địa kỹ thuật Geosynthetic
Clay Liner (GCL) .................................................................................................72
CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU MÀNG SÉT ĐỊA KỸ THUẬT (GCL) ĐỂ
CHỐNG THẤM TRONG ĐẬP ĐẤT
4.1. Cấu tạo và đặc tính kỹ thuật của vật liệu GCL .........................................74
4.1.1. Cấu tạo của vật liệu............................................................................74
4.1.2. Các loại thảm sét địa kỹ thuật chủ yếu ..............................................76
4.1.3. Tiêu chuẩn kỹ thuật của vật liệu thảm sét địa kỹ thuật......................77
4.2 Một số dạng cơng trình sử dụng màng sét địa kỹ thuật .............................78
4.3. Thi công màng sét địa kỹ thuật .................................................................81
CHƯƠNG 5: NGHIÊN CỨU HỆ SỐ THẤM CỦA ĐẤT ĐẮP ĐẬP TẠI

CHỖ KHI SỬ DỤNG VẬT LIỆU GEOSYNTHETIC CLAY
LINER
5.1. Kết quả nghiên cứu thí nghiệm thấm trong phịng ...................................84
5.1.1. Sơ đồ thấm 1: khi khơng có vật liệu GCL .........................................90
5.1.2. Sơ đồ thấm 2: khi đặt vật liệu GCL trên mặt mẫu.............................93
5.1.3. Sơ đồ thấm 3: khi đặt vật liệu GCL ở giữa mẫu ................................96
5.2. Kết quả nghiên cứu thí nghiệm thấm bằng mơ hình đập Thuận Ninh và
đập Sông Biêu ................................................................................................... 100
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận ..........................................................................................................103
Kiến nghị ........................................................................................................106
Tài liệu tham khảo .........................................................................................107


-1-

LỜI MỞ ĐẦU
Để thực hiện mục tiêu công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, tạo cơ sở
vững chắc cho nền kinh tế và xã hội nước ta hòa nhập cùng thế giới thì việc phát
triển cơ sở hạ tầng trong đó việc phát triển thủy lợi, giao thông đóng vai trò hết sức
quan trọng trong việc ổn định đời sống nhân dân, phát triển sản xuất toàn diện, phát
triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường.
Theo tinh thần nghị quyết Đại hội của Đảng Cộng Sản Việt Nam: “Mục tiêu
của công nghiệp hóa, hiện đại hóa là xây dựng đất nước ta thành một nước công
nghiệp có cơ sở vật chất – kỹ thuật hiện đại, cơ cấu kinh tế hợp lý, quan hệ sản xuất
tiên tiến, phù hợp với trình độ phát triển của lực lượng sản xuất, đời sống vật chất
và tinh thần cao, quốc phòng, an ninh vững chắc, dân giàu nước mạnh, xã hội công
bằng và văn minh. Từ nay đến năm 2020, ra sức phấn đấu đưa nước ta cơ bản trở
thành một nước công nghiệp”
Trong mục đích định hướng phát triển các lónh vực chủ yếu, báo cáo chính trị

có ghi:
“Công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp và nông thôn. Phát triển toàn
diện nông lâm, ngư nghiệp, hình thành các vùng tập trung chuyên canh có cơ cấu
hợp lý về cây trồng, vật nuôi,… thực hiện thủy lợi hóa, điện khí hóa…”
“Khắc phục tình trạng xuống cấp của hệ thống giao thông hiện có, khôi phục,
nâng cấp và mở thêm một số tuyến giao thông trọng yếu, kết hợp giao thông với
thủy lợi. Tận dụng giao thông thủy: mở thêm đường đến các vùng sâu, cải thiện giao
thông ở các thành phố lớn…”
Thực hiện định hướng phát triển nói trên, cần phải xây dựng thêm nhiều
tuyến đường giao thông, xây dựng nhiều đập đất và hồ chứa nước nhằm phát triển
công nghiệp, thủy điện, chống lũ và cải tạo môi trường.
Nhằm mục đích nâng cao chất lượng công trình, bảo đảm tính kinh tế, trong
các dạng đường giao thông, đê, đập, người ta thường sử dụng vật liệu có tại chỗ như


-2đất, đá, cát, sỏi với điều kiện các mỏ vật liệu không quá xa công trình. Vì vậy, đất
là vật liệu chủ yếu được sử dụng với khối lượng lớn trong các công trình đất đắp.
Trong khu vực miền Trung, thường gặp các lớp đất tàn tích, sườn tàn tích (bao
gồm cả bazan). Các lớp đất này thường có tính chất cơ lý đặc biệt (trương nở, co
ngót, …), cấu trúc hạt không đồng đều nên có hệ số thấm k > 10-5 cm/s không đáp
ứng được đầy đủ các yêu cầu về ổn định thấm. Cho nên, khi sử dụng đất tại chỗ ở
miền Trung làm đất đắp đập với hệ số k > 10-5 cm/s thường là những điều kiện gây
ra sự cố cho công trình.
Với những điều kiện nghiên cứu trên và để tận dụng được nguồn đất tại chỗ
và vẫn đảm bảo ổn định cho công trình, trong đó bao gồm cả ổn định thấm. Nhằm
mục đích góp phần giải quyết những vấn đề trên, phục vụ thiết yếu cho việc xây
dựng, phát triển bền vững và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên có sẵn tại các khu
vực xây dựng công trình, với đề tài: “Nghiên cứu ổn định thấm cho đất đắp đập ở
miền Trung bằng vật liệu Geosynthetic Clay Liner (GCL)” sẽ góp phần giải
quyết những vấn đề trên.

1. Tính cấp thiết của đề tài
Tài nguyên nước là tài nguyên động, được tái tạo theo quy luật tự nhiên, có sự
ảnh hưởng, chi phối do hoạt động của con người. Tài nguyên nước chỉ được bảo vệ,
phát triển và khai thác sử dụng có hiệu quả khi đánh giá được đúng tiềm năng và có
kế hoạch khai thác sử dụng hợp lý, có nghóa là nguồn nước phải được khảo sát, điều
tra đánh giá, kế hoạch khai thác, sử dụng và bảo vệ một cách cụ thể, khoa học.
Để sử dụng nguồn nước một cách hợp lý và sử dụng tối đa trữ lượng nước thì
phải xây dựng các đập đất, hồ chứa nước để điều tiết nước và trữ nước vào mùa lũ,
khai thác sử dụng nguồn nước này vào mùa khô kiệt. Đập đất là loại hình công trình
thủy lợi phổ biến nhất ở nước ta nói chung và ở khu vực miền Trung nói riêng.
Trong báo cáo hội thảo khoa học “Sử dụng đất tại chỗ để đắp đập ở Tây
Nguyên, Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ” [1] đã viết: “Vấn đề đất đắp đập miền
Trung đã và đang nổi cộm lên trong xây dựng thủy lợi vì nó đã và đang là nguyên


-3nhân làm chậm tiến độ thi công, đội giá thành công trình, mà quan trọng hơn nữa
ảnh hưởng đến an toàn của công trình trước mắt và lâu dài. Đây không chỉ là vấn đề
khoa học kỹ thuật thuần túy mà đã trở thành vấn đề kinh tế và xã hội đòi hỏi phải
được giải quyết cấp bách”. Điều đó nói lên tính cấp thiết của đề tài.
2. Mục tiêu và phương pháp nghiên cứu
a. Mục tiêu của đề tài
Căn cứ vào kết quả thí nghiệm thấm trong phòng của đất đắp đập khu vực
nghiên cứu, có thể tìm ra được sự thay đổi hệ số thấm theo từng điều kiện thí
nghiệm khác nhau. Từ đó, có thể đưa ra giải pháp ổn định thấm cũng như những đề
nghị các biện pháp tăng độ ổn định thấm cho các công trình đập đất đã và đang triển
khai xây dựng trong địa bàn.
Kết quả luận văn sẽ được sử dụng như là tài liệu tham khảo cho việc khắc phục
các công trình đã xảy ra sự cố thấm cũng như sửa chữa, nâng cấp tăng độ ổn định
thấm các đập đất. Giúp cho các nhà thiết kế lựa chọn được giải pháp thiết kế đập
hợp lý và an toàn nhất. Giúp cho các nhà thi công lường trước được mức độ nguy

hiểm về sự cố thấm có thể xảy ra để có biện pháp ngăn ngừa trong quá trình thi
công, từ đó giảm thiểu được sự cố đáng tiếc xảy ra.
b. Phương pháp nghiên cứu
 Tìm hiểu những đặc điểm cấu tạo địa chất và tính chất cơ lý của đất
trong phạm vi nghiên cứu cũng như những loại đất sử dụng để đắp đập.
 Thu thập tài liệu và tìm hiểu về các dạng đập đập đất ở khu vực nghiên
cứu.
 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tính thấm của đất đắp đập.
 Nghiên cứu sự thay đổi tính thấm của đất đắp đập tại chỗ khi sử dụng
vật liệu Geosynthetic Clay Liner. Từ đó đưa ra những giải pháp thấm
ổn định cho đất đắp đập bằng vật liệu địa phương.
 Tìm hiểu về tính toán ổn định thấm trong đập đất. Chọn công trình thực
tế đang xây dựng để nghiên cứu thử nghiệm phục vụ sản xuất.


-43. Phạm vi nghiên cứu
- MỞ ĐẦU
- Chương 1

: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU.

- Chương 2

: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỂ XÁC ĐỊNH HỆ SỐ THẤM CỦA ĐẤT
ĐẮP ĐẬP

- Chương 3

: CÁC DẠNG CÔNG TRÌNH ĐẬP ĐẤT TRONG KHU VỰC
NGHIÊN CỨU VÀ NGUYÊN NHÂN XẢY RA SỰ CỐ THẤM Ở

ĐẬP

- Chương 4

: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ĐẤT ĐẮP TẠI CHỖ CÓ
SỬ DỤNG VẬT LIỆU GEOSYNTHETIC CLAY LINER (GCL)

- Chương 5

: NGHIÊN CỨU HỆ SỐ THẤM CỦA ĐẤT ĐẮP ĐẬP BẰNG VẬT
LIỆU

ĐỊA

PHƯƠNG

KHI

SỬ

GEOSYNTHETIC CLAY LINER (GCL).
- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DỤNG

VẬT

LIỆU

-5-

CHƯƠNG 1
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1.

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH
Về mặt địa hình miền Trung thuộc vùng Trường Sơn Nam. Trường Sơn Nam

là một hệ thống núi, cao nguyên với những thung lũng và đồng bằng giữa núi, có
vách dốc về phía Đông và thoải dần về phía Tây. Đường gờ núi có hình cánh cung,
phần lồi quay về phía Đông ôm lấy các cao nguyên và đồng bằng phía Tây. Có thể
lấy sông Ba làm ranh giới chia Trường Sơn Nam thành hai phần: phía Bắc cao hơn
gọi là khối KonTum, phía Nam thấp hơn gọi là khối cực Nam Trung Bộ.
Nét nổi bật của khu vực nghiên cứu là tính phân bậc rõ ràng. Các bậc cao về
nằm phía Tây, các bậc thấp nằm về phía Đông. Mạng lưới sông, suối tương đối phát
triển, quá trình xâm thực sâu đang diễn ra mạnh mẽ.

Hình 1.1: Bản đồ địa lý vùng duyên hải Nam Trung Bộ và vùng Tây Nguyên


-61.2.

ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU
Miền Trung nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa xích đạo, có gió mùa khô kéo

dài, đồng thời mang khí hậu duyên hải.
Gió Tây Nam hình thành thừ tháng 5 đến tháng 9 trong năm.
Gió mùa Đông Bắc hình thành từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau.
Duyên hải miền Trung chia làm 2 mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mưa. Mùa

khô từ tháng 1 đến tháng 8, mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12. Điều kiện mùa mưa
thì mưa quá nhiều, mùa khô thì khắc nghiệt, do đó ảnh hưởng rất lớn đến điều kiện
thi công đập đất. Đặc điểm khí hậu đó làm cho quá trình trương nở – co ngót của đất
loại sét phát triển rất phức tạp theo mùa và có ảnh hưởng rất lớn đến sự ổn định của
công trình.
Nhiệt độ không khí trung bình hằng năm từ 22 ÷ 27oC và tuân theo quy luật
giảm dần theo độ cao của địa hình (bảng 1.1). Độ ẩm lớn dao động từ 80 ÷ 100%.
Điều kiện nhiệt ẩm cao của khu vực đã làm hệ thực vật ở nay phát triển phong phú,
thúc đẩy các quá trình phản ứng sinh hóa, làm phá hủy và biến dạng đất đá một
cách mãnh liệt (bảng 1.2).
Bảng 1.1: Nhiệt độ không khí giảm dần theo độ cao địa hình
Độ cao (m)

Nhiệt độ trung bình hằng năm (oC)

300 ÷ 500

25 ÷ 26

500 ÷ 1000

21 ÷ 24

1000 ÷ 1500

18 ÷ 21

>1500

<18

-7Bảng 1.2: Nhiệt độ, lượng mưa và độ ẩm khu vực miền Trung
Trạm quan

Cao trình

sát

Lượng mưa

Số ngày

trung bình

mưa

Độ ẩm

Nhiệt độ

trung bình trung bình

hằng năm

năm

năm

tháng

nóng nhất

(m)

(mm)

(ngày)

(%)

( C)

(oC)

Quy Nhơn

6

1647

109

81

26.6

29.7 (7)*

Nha Trang

6

1441

116

82

26.3

28.2 (6)

Phan Rang

-

653

47

-

-

-

Mũi Dinh

180

731

72

80

25.7

27.7 (5)

Phan Thiết

6

1203

92

80

26.6

27.9 (5)

* Ghi chú: Số ghi trong ngoặc chỉ tháng nóng nhất trong năm.

Hình 1.2: Bản đồ khí hậu

o

Nhiệt độ


-81.3.

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
Nguồn gốc và tính chất các loại đất ở miền Trung đã được nghiên cứu bởi

nhiều tác giả. Bộ Thủy Lợi trước đây cũng đã tổ chức nhiều hội nghị chuyên về sử
dụng đất đắp đập, đáng chú ý là “Hội nghị chuyên đề nghiên cứu đất Bazan trong
xây dựng Thủy lợi” được tổ chức tại ĐắkLắk năm 1979 và “Hội thảo khoa học sử
dụng đất đắp đập ở miền Trung”, tổ chức tháng 04/1994 tại Nha Trang. Các kết
quả nghiên cứu của GS. TSKH. Nguyễn Văn Thơ , PGS. TS. Trần Thị Thanh, kỹ sư
Nguyễn Văn Tài và một số tác giả khác đã tổng hợp được nhiều đặc điểm địa chất
công trình của các loại đất thường dùng để làm vật liệu đất đắp miền Trung. Các
loại đất thường gặp trong khu vực nghiên cứu nói trên có thể chia thành 06 nhóm
chính được mô tả dưới đây:
1.

Nhóm 1: Các trầm tích cổ và trẻ (aQ) phân bổ ở các thung lũng sông lớn,

nhỏ như sông PôCô, sông Ba.
Các lớp đất bên trên là những trầm tích sông hiện đại, phân bổ ở các lòng sông
và bãi bồi, chúng chưa đựơc cố kết tự nhiên tốt. Chủ yếu là các lớp bùn sét, bùn á
sét, cát rời kém chặt.
2.

Nhóm 2: Sườn tàn tích (edQ) và tàn tích (eQ) trên đá bazan trẻ (QII-IV).

Loại đất này phân bổ rộng rãi ở vùng Xuân Lộc, Long Khánh, Vónh Cửu v. v. . .

Do bị phong hóa muộn, thời gian chưa đủ để phong hóa triệt để thành đất, nên lớp
phủ phong hóa sườn tàn tích, tàn tích rất mỏng (từ 1m đến nhỏ hơn 5m), thường là
sét pha, lẫn dăm, đá cục, đá tảng. Phần dưới của lớp đất phủ này là đá Bazan lỗ
rỗng xen kẹp đặc sít, phân bổ không có qui luật và chiều dày rất không đều.
3.

Nhóm 3: Sườn tàn tích (edQ) và tàn tích (eQ) trên đá bazan cổ (N2 - QI).

Nhóm này phân bổ rộng rãi ở Tây Nguyên (Đắùk Lắk, Gia Lai)ä và vùng Đông
Nam Bộ (Bình Phước) . . chiều dày lớp sườn tích, tàn tích khá lớn từ (10 - 30)m và
tùy thuộc vào vị trí địa lý, địa hình. Phần đá gốc thường là đá Bazan đặc sít, xen lẫn
ít Bazan lỗ rỗng.


-9Lớp 1 (edQ): Sét màu nâu đỏ, có chứa khoảng 5% sạn laterit dạng hình cầu
cứng chắc, chiều dày trung bình của lớp từ (2-5)m. Đất tự nhiên có hệ số rỗng cao,
độ chặt khô thấp.
Lớp 2 (eQ): Sét màu nâu đỏ, có chứa khoảng (20 - 60)% sỏi sạn Laterit cứng
chắc, kích thước chủ yếu từ (1 - 3)cm, chiều dày trung bình từ (2 - 4)m. Lớp này có
mặt không đầy đủ trên mặt cắt: ở những khu vực địa hình cao (cao trình > 190 m)
như ở Bình Phước, Lâm Đồng rất thường gặp; ở các khu vực địa hình thấp (cao trình
< 190 m) như ở Đồng Nai, Bà Rịa – Vũng Tàu lớp này chỉ xuất hiện rải rác. Lớp 2
chỉ khác lớp 1 là có hàm lượng sỏi sạn nhiều hơn nên độ ẩm nhỏ hơn, độ chặt cao
hơn so với lớp 1.
Lớp 3 (eQ): Sét màu nâu đỏ nhạt, nâu vàng, xám xanh tím, đốm trắng lẫn ít
dăm đá phong hóa sót, chiều dày lớp này từ (10 - 20)m. Đất có độ ẩm rất cao, độ
rỗng lớn.
Kiểu mặt cắt và kết quả đầm nện Proctor của các lớp đất được biểu thị trên
các hình (1.3a, 1.3b và 1.3c).

1
2
3
4

Gåm 04 líp:
1./ S­ên tµn tích: Sét, sét pha màu nâu đỏ lẫn khoảng 5% sạn
laterite nhỏ (dày 2 5) m.
2./ Tàn tích: Sét, sét pha màu nâu đỏ lẫn (20 50)% dăm sạn
laterit dày (1 3)m.
3./ Sét, sét pha màu đỏ nhạt, đỏ tím đốm xám trắng, dày (10
20)m
4./ Tàn tích: Dăm Bazan phong hóa lẫn ít sét màu xám xanh,
xám nâu.
(tổng chiều dày trung bình từ (10 20)m.
Đá Bazan lỗ rỗng xen kẹp Bazan đặc sít phân bố không có qui
luật, phần trên bị nứt nẻ mạnh.

Hình 1.3a: Kiểu mặt cắt sườn tàn tích và tàn tích trên ®¸ Bazan cỉ


Dung trọng khô c, g/ cm 3

-101.40
1.30
1.20
1.10

Độ ẩm tối ưu Wop = (26.0 - 30.0)%
Dung trọng khô cmax = (1.28 - 1.35)g/cm3

1.00
20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

44

46

48

ẹoọ aồm W, %

Hình 1.3b: Thí nghiệm đầm nện tiêu chuẩn đất Bazan, lớp 1

Dung troùng khoõ c, g/ cm3

1.65
1.60
1.55
1.50
1.45
1.40
1.35

Độ ẩm tối ưu Wop = (26.0 - 30.0)%
Dung trọng khô cmax = (1.45 - 1.60)g/cm3

1.30
16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

Độ ẩm W, %

H×nh 1.3c: Thí nghiệm đầm nện tiêu chuẩn đất Bazan, lớp 2
4.

Nhóm 4: Sườn tàn tích (edQ) và tàn tích (eQ) trên đá phún trào (Đaxit,

Anderit, Riolit, J3 - K1).
Phân bổ rải rác, phổ biến nhưng gián đoạn khắp nơi trên khu vực nghiên cứu,
chiều dày lớp phong hoá bé (từ 1m đến 5m) nên khó sử dụng và không được nghiên
cứu chi tiết.
5.

Nhóm 5: Sườn tàn tích (edQ) và tàn tích (eQ) trên đá trầm tích lục nguyên

sét bột kết, cát kết (J1 - 2).
Nhóm đất này phân bổ rộng rãi và khá liên tục ở các vùng Bảo Lộc, Bình Phước,
Đồng Nai v. v. . . Chiều dày lớp phong hoá khá lớn, nên được nghiên cứu kỹ lưỡng

-11và là nguồn vật liệu chính để đắp các đập ở công trình thủy điện Trị An, các hồ
chứa nước địa phương. Đặc điểm của tầng phong hoá này là: nếu phân bổ trên
những đồi thoải thì lớp mặt có chứa nhiều dăm sạn laterit, nếu được phân bổ trên
vùng sườn núi dốc thì hàm lượng laterit không đáng kể. Tổng chiều dày trên toàn
mặt cắt khoảng (8.0 - 15.0) m.
Lớp 1 (edQ): Sét màu nâu đỏ, ít đốm trắng, có chứa khoảng (30 - 70)% dăm sạn
laterit, chiều dày trung bình của lớp từ (2 - 3)m.
Lớp 2 (eQ): Sét xám trắng, loang lỗ nâu đỏ, có chứa (15 - 30) % dăm sạm laterit,
chiều dày trung bình của lớp từ (3 - 5)m.
Lớp 3: Sét màu vàng, xám trắng, xám nâu, nằm dưới lớp 2. Chiều dày lớp trung
bình từ (3 - 5)m.
Kiểu mặt cắt và kết quả đầm nện Proctor của các lớp đất được biểu thị trên các
hình (1.4a, 1.4b và 1.4c).

1
2
3
4

Gåm 04 líp:
1./ S­ên tµn tích: Sét màu nâu đỏ, đốm trắng lẫn khỏang (30
70) % dăm sạn laterite (dày 2 3) m.
2./ Tàn tích: Sét màu xám trắng, loang lỗ nâu đỏ lẫn (15 30) %
dăm sạn laterit dày (3 5) m.
3./ Tàn tích: Sét màu vàng, xám nâu, xám trắng lẫn ít dăm đá
phong hoá dày (3 5) m
4./ Tàn tích: Dăm cục đá gốc phong hoá lẫn sét pha màu vàng
nâu, xám nâu, xám đen.

(Tổng chiều dày trung bình từ (5 15) m.
Đá sét bột kết: Cát bột kết cứng nhắc, mặt lớp nứt nẻ mạnh.

Hình 1.4a: Kiểu mặt cắt sườn tàn tích trên đá trầm tích lục nguyên sét bột kết,
cát bột kết hệ tầng Di Linh J1dl, La Ngµ J2In


-12-

Dung trọng khô  c, g/ cm3

2.10
2.00
1.90
1.80
1.70
Độ ẩm tối ưu Wop = (16.0 - 18.0)%
Dung trọng khô cmax = (1.78 - 2.05 )g/cm3

1.60
1.50
8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

ẹoọ aồm W, %

Hình 1.4b: Thí nghiệm đầm nện tiêu chuẩn đất phong hóa từ sét bột kết,
cát bét kÕt - líp 1

Dung trọng khô c, g/ cm

3

1.65
1.60
1.55
1.50
1.45
1.40

Độ ẩm tối ưu Wop = (24.0 - 26.0)%

Dung trọng khô cmax = (1.53 - 1.62) g/cm3

1.35
16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

Độ ẩm W, %

H×nh 1.4c: Thí nghiệm đầm nện tiêu chuẩn đất phong hóa từ sÐt bét kÕt, c¸t bét kÕt líp 2, 3

6.

Nhóm 6: Đất sườn tàn tích (edQ) và tàn tích (eQ) trên đá xâm nhập (Granit,

Granodiorit. . .).
Nhóm đất này phân bổ rộng rãi và khá liên tục tạo thành các khoảng rỗng lớn
ở Bảo Lộc, Định Quán, Bình Thuận . . . Nhiều công trình đã sử dụng loại đất này để
đắp đập như Hàm Thuận - Đa Mi, Đơn Dương, Sông Quao, Cà Giây. . . Chiều dày
tầng phong hóa trên đá granit rất thay đổi, tùy theo khí hậu khu vực, có nơi chiều
dầy từ (5 - 15)m như ở Bình Thuận, Ninh Thuận. Có nơi tầng phong hóa rất dày từ


-13(15 - 30)m như ở Lâm Đồng, Bình Phước. Phân loại các lớp đất theo thứ tự từ trên
xuống theo tính chất cơ lý của chúng như sau:
Lớp 1 (edQ): Sét màu xám, nâu đỏ, lẫn ít sạn nhỏ thạch anh. Chiều dày trung
bình của lớp từ (2 - 5)m.
Lớp 2 (eQ): Sét pha xám vàng lẫn ít dăm sạn đá gốc phong hóa, nằm dưới lớp 1 ,
chiều dày trung bình từ (5 - 10)m.
Lớp 3: Lớp này nằm dưới lớp 2, thành phần là cát pha ít bụi sét lẫn ít dăm sạn, đá
gốc, rời rạc và có tính thấm lớn, lâu nay thường không được sử dụng để đắp đập.
Thực tế có thể sử dụng lớp này bằng cách pha trộn với lớp 1 và lớp 2 vừa tăng dung
trọng đấp đắp, vừa tăng cường độ chịu tải, giảm tính trương nở và bảo đảm được tính
chống thấm của đất đắp.
Kiểu mặt cắt và kết quả đầm nện Proctor của các lớp đất được biểu thị trên các
hình (1.5a, 1.5b và 1.5c).

1
2
3
4

Gåm 04 líp:
1./ S­ên tµn tÝch: Sét màu xám vàng, nâu đỏ, lẫn ít sạn thạch anh

nhá, dµy (2  5) m.
2./ Tµn tÝch: SÐt pha cát (cát cỡ trung thô) màu xám vàng, xám
trắng lẫn ít dăm đá gốc phong hóa dày (5 10) m.
3./ Tàn tích: Cát pha ít bột sét màu vàng nhạt, xám trắng đốm
đen (tùy thành phần đá gốc) lẫn ít dăm đá gốc phong hóa.
Dày (5 10)m
4./ Tàn tích: Dăm cục, tảng granite phong hóa (10 20)% cát
sét trong khe nứt, Lớp này thường rất mỏng (0,5 2) m.
(Tổng chiều dày trung bình từ (10 30) m.
Đá Granite cứng nhắc.
Mặt lớp nứt nẻ mạnh.

Hình 1.5a: Kiểu mặt cắt sườn tàn tích trên đá Granit, Granodiorit phức hệ
Cà Ná, Đèo Cả, Định Quán (kiểu 1)


Dung trọng khô  c, g/ cm3

-141.70
1.65
1.60
1.55
1.50
Độ ẩm tối ưu Wop = (20.0 - 24.0)%
Dung trọng khô cmax = (1.57 - 1.63 )g/cm3

1.45
1.40
12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

ẹoọ aồm W, %

Hình 1.5b: Thí nghiệm đầm nện tiêu chuẩn đất phong hóa từ granite - lớp 1
Dung trọng khô c, g/ cm3

1.80
1.75
1.70

1.65
1.60
Độ ẩm tối ưu Wop = (16.0 - 18.0)%
Dung trọng khô cmax = (1.67 - 1.78 ) g/cm3

1.55
1.50
8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

ẹoọ aồm W, %

Hình 1.5c: Thí nghiệm đầm nện tiêu chuẩn đất phong hóa từ granite - lớp 2


-15Bảng 1.3: Chỉ tiêu vật lý của các nhóm đất
Thành phần hạt tính theo % trọng
Thành hệ

Lớp đất

địa chất

Tên loại đất

hòa



eo

G

(11)

(12)

%

%

g/cm3

g/cm3

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

-

20.0

35.0

45.0

97.0

1.45

0.75

2.55

100.0

5.0

35.0

30.0

30.0

25.0

1.94

1.55

2.70

88.0

5.0

23.0

30.0

42.0

37.0

1.64

1.20

2.90

1.42

70.0

20.0

25.0

25.0

30.0

30.0

1.75

1.35

3.01

1.33

76.0

3.0

33.0

33.0

31.0

31.0

1.51

1.15

2.89

1.55

80.0

Lớp 1:

6.0

12.0

50.0

32.0

18.0

1.71

1.45

2.66

0.83

58.0

Lớp 1a:

8.0

8.0

41.0

39.0

22.0

1.85

1.52

2.74

0.80

75.0

35.0

27.0

13.0

25.0

10.0

1.98

1.80

2.93

0.65

45.0

20.0

21.0

21.0

38.0

15.0

1.73

1.50

2.77

0.70

60.0

3.0

30.0

30.0

37.0

26.0

1.89

1.50

2.75

0.75

95.0

1.0

39.0

21.0

39.0

23.0

1.66

1.35

2.70

0.95

70.0

3.0

34.0

35.0

28.0

24.0

1.61

1.30

2.71

0.96

75.0

Đất sét, á sét thềm
bậc I, II - aQ
Nhóm 3:

Lớp 1: Đất sét, màu

Đất trên

nâu đỏ

nền đá

Lớp 2: Đất sét màu

bazan cổ

loang lổ chứa vón

(NI – QI)

kết laterit

(3)

Độ bão

rỗng

%

edQ

%

Hệ số

C

Bùn sét, bùn á sét

%

0.5 –

Tỷ
trọng

W

(2)

2 – 0.5

Dung trọng

W

(1)

>2

Độ ẩm

< 0.005

đá gốc

Nhóm 1:

lượng

0.005

%

Lớp 3: Đất sét màu
nâu đỏ nhạt, nâu
vàng, phớt tím gan
gà
Nhóm 4:
Đất trên
nền đá
phun trào
Nhóm 5:

Lớp 1: Đất sét màu

Đất trên

nâu đỏ

nền đá lục

Lớp 2: Đất sét màu

nguyên

xám trắng, loang lổ

(bột kết,

nâu đỏ

cát kết)

Lớp 3: Đất sét, màu
vàng, xám trắng,
xám nâu

Nhóm 6:

Lớp 1: Đất sét, á sét,

Đất trên

màu xám vàng, nâu

nền đá

đỏ

xâm nhập
sâu
(Granit,
Granodirit)

Lớp 2: Á sét, màu
xám vàng lẫn ít dăm
sạn