NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH  ĐỊA CHẤT CÔNG TR̀NH  CỦA  ĐẤT LOẠI SÉT YẾU THUỘC TRẦM TÍCH HOLOCEN
TRUNG-THƯỢNG  PHÂN BỐ Ở ĐỒNG BẰNG CỬU LONG PHỤC VỤ XÂY DỰNG ĐƯỜNG

ĐỖ MINH TOÀN, NGUYỄN THỊ NỤ

Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Đông Ngạc, Từ Liêm, Hà Nội

Tóm tắt: Bài báo tŕnh bày những kết quả nghiên cứu đặc tính địa chất công tŕnh của đất loại sét yếu thuộc trầm tích Holocen trung-thượng (amQII2-3) phân bố ở đồng bằng Cửu Long: phổ biến là bùn sét và bùn sét pha, mới được thành tạo, diện phân bố hầu như khắp đồng bằng Cửu Long, với bề dày trung b́nh khoảng 10 m, có nơi trên 20 m. Đất có thành phần khoáng vật sét chủ yếu là kaolinit, illit, sau đó là chlorit và montmorillonit, thuộc dạng nhiễm muối và nhiễm muối ít, có nơi muối đạt tới 2%, hàm lượng hữu cơ đạt tới 10. Đất hầu như chưa được nén chặt, độ lỗ rỗng lớn, tính nén lún cao và sức kháng cắt nhỏ. Đây là các đối tượng không thuận lợi cho việc xây dựng nói chung, cũng như xây dựng đường nói riêng. Các loại đất này cũng không thuận lợi khi tiến hành cải tạo đất bằng chất kết dính vô cơ. Khi tiến hành xử lư nền đường, có thể sử dụng chất kết dính vô cơ kết hợp các phụ gia hoặc sử dụng các giải pháp thoát nước thẳng đứng.

I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Trầm tích Holocen trung-thượng (amQII2-3) phân bố rộng răi ở đồng bằng Cửu Long, thường nằm ngay trên mặt. Trầm tích này có bề dày thay đổi tương đối lớn, từ một vài mét đến hơn chục mét. Trong trầm tích amQII2-3, phổ biến nhất là các loại đất yếu như bùn sét, bùn sét pha, sét pha và sét trạng thái dẻo chảy đến chảy, có nơi kẹp cát, cát pha, một số nơi gặp đất sét, sét pha trạng thái dẻo cứng - dẻo mềm. Do đa dạng về thành phần, trạng thái và là đối tượng trực tiếp chịu tác động khi xây dựng công tŕnh, nên việc làm sáng tỏ đặc điểm địa chất công tŕnh (nhiễm muối, phèn, thành phần khoáng vật và các tính chất cơ lư) của các loại đất, đặc biệt là đất yếu thuộc trầm tích amQII2-3 là hết sức quan trọng.

II. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ CỦA TRẦM TÍCH HOLOCEN TRUNG-THƯỢNG

Đất thuộc trầm tích amQII2-3 phân bố trên đồng bằng Cửu Long từ vùng Tân An - Mỹ Tho, Bến Tre, Vĩnh Long, Sóc Trăng, Trà Vinh, Bạc Liêu, Cà Mau tới Long Mỹ, Kiên Giang. Ở vùng Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, trầm tích amQII2-3 tạo nên các vùng hơi nhô cao trên bề mặt đồng bằng. Từ thượng lưu đến biển dọc hai bờ sông Tiền Giang và Hậu Giang, trầm tích có xu hướng trải rộng ra (diện phân bố thể hiện ở H́nh 1). Theo Ngô Quang Toàn [4], khối lượng trầm tích amQII2-3 gồm toàn bộ khối lượng trầm tích amQII2-3  và amQII3 do Nguyễn Ngọc Hoa phân chia. Bề dày thay đổi từ vài mét đến khoảng 20 m. Ở vùng ven biển và vào sâu trong nội địa, bề dày trầm tích thường bị vát mỏng chỉ c̣n khoảng 2-5 m, c̣n ở vùng gần cửa sông hiện tại bề dày lớn hơn. Thành phần trầm tích từ dưới lên khá đồng nhất gồm bột sét chứa cát màu xám nâu, xám đen, chứa ít vỏ ṣ, đôi chỗ mặt cắt là cát mịn [3-5]. Kết hợp với tài liệu nghiên cứu của đề tài [2] th́ các loại đất chính ở đây chủ yếu là đất loại sét yếu, gồm bùn sét, bùn sét pha lẫn cát, màu xám đen; sét, sét pha trạng thái dẻo chảy đến chảy; có chỗ là cát pha, màu xám đen, trạng thái dẻo. Tại một số vùng ở An Giang, Đồng Tháp phần trên trầm tích là các loại đất sét, sét pha, trạng thái dẻo cứng đến dẻo mềm. Như vậy, đất bùn sét và bùn sét pha có diện phân bố rộng, là các loại đất yếu, liên quan đến nhiều đối tượng xây dựng.

III. THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT, HÓA HỌC VÀ KHẢ NĂNG TRAO ĐỔI CATION CỦA ĐẤT SÉT YẾU

Các thí nghiệm phân tích thành phần khoáng vật, hóa học và khả năng trao đổi  của đất bùn sét, bùn sét pha amQII2-3 được tiến hành với các mẫu lấy tại nhiều vùng khác nhau thuộc các tỉnh Tiền Giang (TG), Kiên Giang (KG), Cà Mau (CM), Bạc Liêu (BL), Trà Vinh (TV), Cần Thơ (CT) và Sóc Trăng (ST). Thành phần khoáng vật và hóa học của đất được thí nghiệm tại Pḥng Phân tích khoáng vật - Trung tâm Phân tích Thí nghiệm Địa chất, Tổng cục Địa chất và Khoáng sản. Các phân tích khoáng vật được tiến hành theo phương pháp nhiệt vi sai kết hợp nhiễu xạ roentgen,  kết quả  được tŕnh bày ở H́nh 2 và 3. Thành phần hóa học được tŕnh bày ở H́nh 4 và 5, Bảng 1a và 1b. Kết quả phân tích thành phần cation trao đổi trong đất được tiến hành tại pḥng Phân tích Trung tâm, Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, được tŕnh bày ở Bảng 2.

H́nh 2. Thành phần khoáng vật sét của đất bùn sét amQII2-3.

H́nh 3. Thành phần khoáng vật sét của đất bùn sét pha amQII2-3.

H́nh 4. Thành phần hóa học của đất bùn sét amQII2-3.

H́nh 5. Thành phần hóa học của đất bùn sét pha amQII2-

Bảng 1a. Thành phần hóa học của đất bùn sét

TT

Các oxit

Hàm lượng phần trăm, %

 

 

TG-MT

TG-CT

TV-TX

TV-DL

TV-CT

TV-TC

ST-TX

BL-TX

BL-HD

CM-TP

CM-TVT

KG-AB

Bùn sét

1

SiO2

63,32

67,73

66,02

69,02

68,02

68,95

71,02

62,80

60,34

62,65

61,55

61,84

2

TiO2

0,69

0,52

0,71

0,76

0,73

0,80

0,32

0,58

0,67

0,59

0,67

0,62

3

Al2O3

14,50

13,11

13,02

16,02

14,02

16,05

12,50

13,10

18,25

13,27

14,50

19,15

4

Fe2O3

6,18

5,77

3,76

3,96

3,86

3,94

7,01

5,74

4,05

5,72

6,02

4,40

5

FeO

0,21

0,17

0,18

0,19

0,19

0,17

0,15

0,23

0,19

0,21

0,86

0,17

6

MnO

0,05

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

7

CaO

0,93

0,16

0,07

0,07

0,08

0,07

0,26

0,07

0,06

0,06

0,29

0,09

8

MgO

1,55

1,93

0,76

0,71

0,73

0,74

1,35

1,81

1,18

1,84

1,70

1,08

9

Na2O

1,44

2,04

2,29

2,49

2,39

2,50

1,67

3,29

2,12

1,49

2,36

2,16

10

K2O

2,74

2,09

1,75

1,71

1,72

1,69

1,89

1,48

1,18

1,58

2,40

1,08

11

P2O5

0,15

0,02

0,53

0,74

0,56

0,77

0,00

0,45

0,45

0,42

0,22

0,42

12

SO3

0,47

0,31

0,11

0,20

0,19

0,22

0,08

0,15

1,54

0,61

0,84

2,84

13

MKN

5,79

4,90

4,47

4,10

4,51

4,10

2,58

5,52

7,06

6,32

4,51

5,56

Tổng số (%)

99,6

99,9

99,6

99,9

99,6

99,8

99,8

99,2

99,6

99,8

99,9

99,6

Bảng 1b. Thành phần hóa học của đất bùn sét pha.

STT

Các oxit

Hàm lượng phần trăm %

TV-DL

TV-TX

TV-CK

TV-CN

ST-TX

CT-TP

CM-NC

Bùn sét pha

1

SiO2

74,18

73,19

74,19

74,10

67,21

52,90

69,72

2

TiO2

0,54

0,54

0,53

0,57

0,61

0,80

0,82

3

Al2O3

14,06

15,10

14,00

14,16

13,65

17,86

12,13

4

Fe2O3

3,19

3,21

3,17

3,16

4,12

9,42

4,45

5

FeO

0,31

0,37

0,30

0,29

0,16

0,00

0,34

6

MnO

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,16

0,00

7

CaO

0,08

0,08

0,09

0,08

0,07

1,56

0,95

8

MgO

0,58

0,57

0,61

0,57

1,36

0,80

1,86

9

Na2O

1,55

1,68

1,60

1,54

1,98

0,69

1,76

10

K2O

1,46

1,52

1,49

1,45

1,76

3,04

3,12

11

P2O5

0,70

0,62

0,68

0,69

0,03

0,42

0,02

12

SO3

0,09

0,07

0,09

0,10

0,07

0,54

0,76

13

MKN

3,19

3,04

3,18

3,22

5,54

11,60

3,25

Tổng số (%)

99,93

99,99

99,93

99,93

96,56

99,79

99,58

Chú giải: TG-MT: Tiền Giang - Mỹ Tho, CT: Châu Thành;TV-TX: Thị xă Trà Vinh; BL-TX: Thị xă Bạc Liêu; ST-TX: Thị xă Sóc Trăng;  HD-BL: Hồng Dân -Bạc Liêu;
 TVT-CM: Trần Văn Thời - Cà Mau; AB-KG: An Biên - Kiên Giang; CM-TP: Thành phố Cà Mau; CM-NC: Cà Mau - Năm Căn; DL: Đa Lộc; CN: Cầu Ngang; CK: Cầu Kè.

Bảng 2. Khả năng trao đổi cation của các loại đất ở một số vùng

 

 

Điểm lấy mẫu

Chỉ tiêu phân tích

pH

EC,

SO4-h.tan,

Ca2+

trao đổi,

Mg2+

trao đổi,

Na+

trao đổi,

K+

trao đổi,

Al3+

trao đổi,

CEC

Dlt đổi

Hữu cơ,

Muối dễ ḥa tan

 

Mmho/
cm

%

me/100g

đất khô

me/100g

đất khô

me/100g

đất khô

me/100g

đất khô

me/100g

đất khô

me/100g

đất khô

%

%

Đất bùn sét

Tiền Giang

4,7

0,25

0,15

11,60

9,70

2,33

0,52

3,21

26,62

6,08

0,36

Kiên Giang

3,1

8,90

2,35

16,90

14,60

4,26

0,26

9,60

39,43

10,60

0,55

Cà Mau

6,6

6,40

1,46

6,31

8,39

6,35

1,91

0,01

27,17

3,27

2,28

Bạc  Liêu

5,7

4,63

1,32

6,53

7,65

4,56

1,26

0,15

27,57

3,52

1,01

Trung b́nh

5,2

4,19

1,32

8,20

8,33

3,82

1,01

1,17

27,26

4,37

0,79

Đất bùn sét pha

Cà Mau

5,6

2,56

0,13

8,50

4,60

3,02

1,02

0,01

19,54

0,98

0,67

Bến Tre

5,8

2,50

0,08

3,80

7,10

2,49

0,90

0,01

16,92

0,59

0,82

Trà Vinh

5,6

0,55

0,13

3,76

2,22

1,35

0,26

1,16

17,95

0,89

0,25

Sóc Trăng

5,4

2,30

0,09

4,40

6,80

4,19

0,50

0,01

25,88

2,90

0,72

Trung b́nh

5,4

1,69

0,11

4,84

4,59

2,48

0,59

0,47

19,65

1,25

0,54

Các kết quả phân tích thành phần khoáng vật cho thấy: trong cả hai loại đất bùn sét và bùn sét pha, khoáng vật sét chủ yếu là kaolinit và illit với hàm lượng của chúng tương tự nhau, tiếp theo là chlorit và cuối cùng là montmorillonit;

- Trong đất bùn sét, các khoáng vật có tính phân tán cao như montmorillonit và illit chiếm từ trên 19 đến 25 %, khoáng vật kaolinit chiếm 16-18%;

- Trong đất bùn sét pha cũng tương tự; các khoáng vật có tính phân tán cao chiếm từ trên 15 đến 19 %, khoáng vật kaolinit chiếm 11-14%.

Hàm lượng các oxit chính trong đất là SiO2 chiếm từ 52,90 đến 74,19%, Al2O3 chiếm từ 12,13 đến 19,15%, hàm lượng F2O3 chiếm từ 3,16 đến 9,42%, c̣n lượng SO3 chiếm đáng kể trong đất, từ 0,07 đến 2,84%. Kết quả trên tương đối phù hợp với kết quả phân tích thành phần khoáng vật của đất.

Các kết quả phân tích thành phần cation trao đổi cho thấy:

- Môi trường lỗ rỗng trong đất là môi trường axit và kiềm yếu, giá trị pH của đất dao động từ 3,1 đến 6,6

- Dung lượng trao đổi trong bùn sét trung b́nh là 27,26 me/100 g đất khô, c̣n trong bùn sét pha thấp hơn, trung b́nh 19,65 me/100g đất khô. Cation trao đổi chủ yếu là Ca2+ và Mg2+ sau đó đến Na+ và K+, tiếp theo đến Al3+ với hàm luợng thấp, c̣n Fe3+ không đáng kể. Đất có chứa muối ḥa tan từ 0,25 đến 2,28%, trong đất chứa hàm lượng hữu cơ đáng kể, có nơi đạt tới 10%.

V. TÍNH CHẤT CƠ LƯ CỦA ĐẤT LOẠI SÉT YẾU THUỘC TRẦM TÍCH HOLOCEN TRUNG-THƯỢNG

Trên các mặt cắt điển h́nh đất loại sét yếu amQII2-3 vùng đồng bằng Cửu Long, chúng tôi đă tiến hành lấy mẫu và thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lư thông thường, nén ba trục theo sơ đồ UU, nén ba trục theo sơ đồ CU có đo áp lực nước lỗ rỗng và  thí nghiệm nén cố kết. Thí nghiệm được thực hiện tại Pḥng Thí nghiệm trường Đại học Mỏ -Địa chất, Trung tâm Nghiên cứu Địa kỹ thuật (LAS- XD 80). Kết quả nghiên cứu được tŕnh bày ở các Bảng 3, 4 và 5.

Bảng 3 cho thấy, loại đất bùn sét và bùn sét pha có hệ số rỗng lớn, tính nén lún cao, sức chống cắt thấp.

Từ Bảng 5 ta có nhận xét là sức kháng cắt không thoát nước của đất bùn sét, bùn sét pha nhỏ. So sánh các sơ đồ thí nghiệm cho thấy, đối với đất bùn sét sức kháng cắt không thoát nước có giá trị lớn nhất ở thí nghiệm cắt cánh  (τ = C = 18,5 kPa), sau đó đến thí nghiệm  nén ba trục UU (C = 16,2 kPa). Bùn sét pha cũng có giá trị tương tự thí nghiệm cắt cánh  ( = C = 16,4 kPa ) sau đó đến thí nghiệm nén ba trục UU (C = 12,6 kPa). Khi đất đă cố kết th́ sức kháng cắt tăng lên đáng kể, thể hiện trong sơ đồ CU, các giá trị góc ma sát trong hữu hiệu đạt từ 18 đến 250.

Các kết quả nghiên cứu đặc trưng cố kết của đất được tŕnh bày ở Bảng 4 cho thấy:

Đối với đất bùn sét, các đặc trưng cố kết biến đổi như sau:

- Hệ số cố kết Cv1-2 biến đổi từ 0,14*10-3 đến 1,65*10-3 cm2/s;

- Chỉ số lún Cc biến đổi từ 0,684 đến 0,971;

- Áp lực tiền cố kết biến đổi từ 30,1 đến  59 kPa;

- Hệ số nén lún av 1-2 biến đổi từ 15,0 đến 20, 6  kPa-1;

- Hệ số thấm  kth biến đổi từ 0,16*10-7cm/s  đến 1,01*10-7 cm/s.

Đối với đất bùn sét pha, các đặc trưng cố kết biến đổi như sau:

- Hệ số cố kết Cv1-2 biến đổi từ 0,80*10-3 đến 2,91*103 cm2/s;

- Chỉ số lún Cc biến đổi từ 0,390 đến 0,456.

- Áp lực tiền cố kết biến đổi từ 30,0 đến 67,0 kPa;

- Hệ số nén lún av 1-2 trung b́nh biến đổi từ 13,2 đến 18,0 kPa-1;

Bảng 3. Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lư của đất yếu amQII2-3 vùng đồng bằng Cửu Long (1354 mẫu đất thí nghiệm).

TT

Vùng nghiên cứu

Bề dày trung b́nh,m

Thành phần hạt,%

Độ ẩm tự nhiên, W,%

Khối lượng thể tích, γg/cm3

Khối lượng thể tích khô, γc,g/cm3

Khối lượng riêng, Δ,g/cm3

Hệ số rỗng, eo

Độ lỗ rỗng, n,%

Độ băo ḥa, G,%

Giới hạn chảy, WL,%

Giới hạn dẻo, Wp,%

Chỉ số dẻo, Ip

Độ sệt, Is

Sức chống cắt

Hệ số nén lún,

a1-2 , cm2 /kg

Áp lực tính toán

quy ước,

R0,kg/cm2

Mô đun tổng biển dạng, E0,kg/cm2

Loại đất

Nhóm hạt cát (2- 0,05) mm

Nhóm hạt bụi (0,05-0,002 mm)

Nhóm hạt sét (< 0,002mm)

Lực dính, Cu, kg/cm2

Góc ma sát trong φu, độ

1

Tiền Giang

9,0

19,8

40,2

43,4

62,1

1,56

0,96

2,65

1,756

63,7

93,9

53,4

31,4

22,0

1,40

2006’

0,097

0,384

0,50

3,0

 Bùn sét

2

Long An

11,0

13,1

38,5

49,4

79,0

1,51

0,84

2,62

2,119

67,9

97,8

68,1

37,9

30,2

1,36

3035’

0,070

0,296

0,48

4,2

3

Bến Tre

5,2

19,2

43,4

43,0

54,9

1,56

1,01

2,66

1,641

62,1

88,9

50,2

28,8

21,4

1,22

3005’

0,090

0,124

0,53

8,5

4

Trà Vinh

4,8

25,1

38,1

39,0

55,3

1,63

1,05

2,66

1,529

60,5

96,1

47,5

27,8

19,7

1,39

3013’

0,093

0,119

0,57

3,3

5

An Giang

10,0

14,1

51,8

44,7

63,9

1,55

0,94

2,65

1,802

64,3

93,8

55,4

32,6

22,8

1,37

1038’

0,074

0,154

0,42

7,3

6

Cà Mau

13,0

13,0

36,9

52,5

74,7

1,52

0,87

2,62

2,016

66,8

97,0

57,5

31,2

26,3

1,65

3003’

0,063

0,168

0,44

7,2

7

Vĩnh Long

9,0

15,5

37,0

48,3

66,8

1,56

0,94

2,64

1,818

64,5

96,8

61,5

34,9

26,5

1,20

3054’

0,060

0,178

0,45

6,3

8

Đồng Tháp

7,0

9,05

45,1

48,8

66,7

1,49

0,90

2,66

1,966

66,3

90,1

54,6

31,3

23,3

1,52

1042’

0,052

0,158

0,35

7,5

9

Sóc Trăng

11,0

11,6

39,0

50,3

58,8

1,58

1,00

2,66

1,671

62,6

93,5

52,7

27,9

24,8

1,24

2090’

0,085

0,140

0,52

7,6

10

Bạc Liêu

10,0

26,9

21,8

53,1

75,3

1,52

0,87

2,64

2,044

67,2

97,2

63,8

31,2

32,6

1,35

4006’

0,098

0,204

0,60

5,9

11

Hậu Giang

7,0

13,0

48,9

38,2

81,9

1,49

0,82

2,64

2,233

69,1

97,0

64,9

26,2

38,7

1,44

2054’

0,064

0,272

0,42

4,8

12

Kiên Giang

9,0

18,9

33,3

51,3

67,6

1,58

0,94

2,64

1,806

64,4

98,8

58,6

30,7

27,9

1,32

2040’

0,078

0,209

0,48

5,4

13

Cần Thơ

15,0

26,0

40,6

43,1

70,6

1,52

0,89

2,63

1,943

66,0

95,4

55,3

28,9

26,4

1,58

4010’

0,085

0,154

0,56

7,7

Trung b́nh các chỉ tiêu cơ lư

9.3

17,3

39,6

46,5

67,5

1,54

0,92

2,64

1,869

65,1

95,5

56,3

30,8

25,5

1,44

3037’

0,08

0,197

0,49

6,1

1

Tiền Giang

3,0

39,2

39,1

21,8

43,8

1,66

1,15

2,66

1,308

56,7

89,0

38,7

25,5

13,2

1,39

4045’

0,106

0,212

0,61

7,0

Bùn sét pha

2

Long An

8,0

53,7

22,5

21,3

36,8

1,79

1,31

2,67

1,039

51,0

94,6

36,7

20,9

15,8

1,01

7037’

0,111

0,161

0,82

16,4

3

Bến Tre

14,0

39,6

14,8

24,4

43,2

1,64

1,14

2,66

1,322

56,9

86,9

40,3

25,9

14,4

1,21

3015’

0,094

0,168

0,57

8,6

4

Trà Vinh

3,5

60,7

19,0

20,3

38,1

1,74

1,26

2,69

1,131

53,1

90,7

30,4

21,2

9,2

1,84

5004’

0,098

0,092

0,67

17,5

5

An Giang

5,0

25,3

50,0

24,7

43,0

1,72

1,20

2,68

1,230

55,2

93,6

37,3

25,6

11,7

1,49

4048’

0,082

0,090

0,59

17,0

6

Cà Mau

12,0

21,2

47,0

31,8

46,6

1,72

1,17

2,68

1,285

56,2

97,3

38,7

25,7

13,0

1,61

3048’

0,096

0,135

0,60

5,1

7

Vĩnh Long

5,1

49,3

26,7

26,0

46,0

1,71

1,17

2,66

1,277

56,1

95,8

40,7

26,6

14,1

1,37

3052’

0,043

0,181

0,42

7,8

8

Đồng Tháp

11,0

18,8

56,3

27,0

44,3

1,62

1,12

2,67

1,378

58,0

85,6

42,4

25,7

16,6

1,12

3053’

0,111

0,123

0,64

12,0

9

Sóc Trăng

14,0

44,7

33,3

22,3

42,4

1,71

1,20

2,65

1,206

54,7

93,1

37,3

22,8

14,4

1,35

7071’

0,098

0,098

0,77

35,2

Trung b́nh các chỉ tiêu cơ lư

9.0

39,2

34,3

24,4

42,7

1,70

1,19

2,67

1,239

55,3

91,9

38,0

24,4

13,6

1,34

4075’

0,093

0,140

0,631

14,1
 

Bảng 4. Tổng hợp các thông số cố kết của đất yếu amQII2-3 vùng đồng bằng Cửu Long (500 mẫu thí nghiệm)

Các đặc trư­ng vật lư và cố kết

Địa điểm nghiên cứu

Long Phú, Sóc Trăng

Thị xă Bạc Liêu, T.Bạc Liêu

Thị xă Trà Vinh, T.Trà Vinh

Huyện Hồng Dân,  Bạc Liêu

G̣ Công, Tiền Giang

 Long Hồ, tỉnh Vĩnh Long

Tân Thạnh- Mỹ An, Đồng Tháp

Mỹ Tho, Tiền Giang

Thành phố Cần Thơ

Thị xă Vĩnh Long, tỉnh Vĩnh Long

Giá trị trung b́nh các chỉ tiêu cơ lư

Thị xă Trà Vinh, T.Trà Vinh

 Long Hồ, tỉnh Vĩnh Long

Mỹ Tho, Tiền Giang

Giá trị trung b́nh các chỉ tiêu cơ lư

Đất bùn sét

Đất bùn sét pha

Thành phần hạt

1-0,5

 

 

 

 

 

0,5

 

 

0,1

 

0,3

 

0,9

 

0,9

0,5-0,25

 

 

 

 

1,7

0,3

0,4

1,3

0,1

1,0

0,8

 

1,4

2,7

2,1

0,25-0,1

5,8

 

3,0

3,4

2,3

2,1

2,1

2,6

0,2

3,4

2,8

3,8

10,9

14,7

9,8

0,1-0,05

13,0

1,5

20,2

8,9

11,5

16,5

21,5

18,4

8,5

14,9

13,5

31,0

24,7

24,6

26,8

0,05-0,01

29,3

20,1

29,0

32,1

31,5

31,2

23,6

26,4

30,8

31,6

28,6

35,5

27,5

29,0

30,7

0,01-0,005

11,6

20,0

11,9

10,1

12,5

14,1

13,4

13,7

20,4

12,0

14,0

7,4

11,3

8,5

9,1

<0,005

40,4

58,4

35,9

44,9

41,4

35,3

39,0

37,6

39,8

36,8

41,0

22,4

23,1

20,5

22,0

Độ ẩm  W,%

76,3

69,5

58,5

75,0

79,1

59,8

60,6

83,1

83,9

54,5

70,0

51,7

48,4

52,6

50,9

Khối l­ượng thể tích γ, g/cm3

1,53

1,57

1,6

1,47

1,48

1,64

1,6

1,52

1,48

1,68

1,56

1,63

1,71

1,68

1,67

Khối lư­ợng thể tích khô γ c, g/cm3

0,87

0,93

1,01

0,84

0,83

1,03

1,00

0,83

0,80

1,09

0,92

1,07

1,15

1,10

1,11

Khối l­ợng riêng Δ, g/cm3

2,63

2,70

2,61

2,59

2,63

2,71

2,66

2,69

2,65

2,69

2,66

2,62

2,68

2,67

2,66

Hệ số rỗng e0

2,031

1,915

1,586

2,083

2,183

1,641

1,670

2,240

2,293

1,474

1,912

1,438

1,326

1,425

1,396

Giới hạn chảy WL ,%

67,0

64,0

52,5

55,4

57,6

41,3

51,0

64,0

65,8

41,2

56,0

46,7

32,5

41,0

40,1

Giới hạn dẻo Wp ,%

34,0

28,0

33,6

26,1

27,2

23,1

27,0

30,8

26,4

23,1

27,9

31,7

22,0

25,5

26,4

Chỉ số dẻo Ip

32,9

36,0

18,8

29,3

30,5

18,2

24,0

33,2

39,4

18,1

28,0

15,0

10,5

15,5

13,8

Độ sệt, Is

1,28

1,15

1,32

1,67

1,70

2,02

1,40

1,58

1,46

1,73

1,50

1,33

2,49

1,75

1,90

Hệ số cố kết Cv*10-3, cm2 /s

0,27

0,20

0,46

0,14

0,49

0,47

1,65

0,79

0,39

0,58

0,54

0,80

1,14

2,91

1,62

Chỉ số lún Cc

0,971

0,684

0,515

0,713

0,667

0,730

0,553

0,644

0,824

0,527

0,683

0,438

0,456

0,390

0,428

Chỉ số nở Cs

0,214

0,189

0,091

0,119

0,115

0,096

0,111

0,139

0,133

0,062

0,127

0,083

0,051

0,078

0,071

Áp lực tiền cố kết Pc, kg/cm2

0,51

0,47

0,30

0,39

0,35

0,45

0,54

0,34

0,54

0,59

0,45

0,62

0,67

0,30

0,53

Hệ số nén lún, av 1-2 , cm2/kg

0,297

2,06

0,159

0,208

0,205

0,212

1,291

1,614

0,25

0,153

0,645

0,180

0,132

0,139

0,150

Hệ số thấm, Kth,*10-7 cm/s

2,19

0,16

0,31

0,16

0,42

0,37

1,01

0,61

0,79

0,35

0,64

0,45

0,59

2,08

1,04
 

Bảng 5. Kết quả nghiên cứu các đặc trưng kháng cắt của đất (518 mẫu đất thí nghiệm)

Phư­ơng pháp xác định

Chỉ tiêu

Đất bùn sét

Đất bùn sét pha

TB

Max

Min

TB

Max

Min

Nén ba trục UU

C, kPa

16,2

22,8

10

12,6

16,1

9,2

φ, độ

0016’

1058’

0000’

3026’

4044’

1013’

 

Nén ba trục CU

đo áp lực nước lỗ rỗng

 

C, kPa

13,0

15,0

11,0

6,2

10,1

3,2

φ, độ

14004’

15040’

12000’

13031’

16056’

10045’

C’, kPa

18,0

23,0

13,0

5,4

9,3

2,4

φ’, độ

24052’

27044’

19029’

21034’

24059’

18048’

Nén đơn trục

C, kPa

12,9

15,2

4,8

20,3

22,2 

15,6 

Cắt cánh

τ, kPa

18,5

31,2

14,5

16,4

19,0

13,0

- Hệ số thấm kth trung b́nh biến đổi từ 0,45*10-7cm/s đến 2,08*10-7 cm/s.

Các đất nghiên cứu đều rất yếu, có hệ số nén chặt tự nhiên Kd <0, tức chưa được cố kết. Áp lực tiền cố kết nhỏ. Đất bị nén lún mạnh, chỉ số lún rất lớn.

VI. KHẢ NĂNG KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG CÁC LOẠI ĐẤT TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG

Kết quả nghiên cứu cho phép đánh giá khả năng khai thác và sử dụng các loại đất amQII2-3 trong xây dựng đường như sau:

1/ Đất yếu thuộc đối tượng nghiên cứu chủ yếu là bùn sét và bùn sét pha với bề dày xấp xỉ khoảng 10 , một số nơi có thể đạt đến 20 m, nằm gần mặt đất, hầu như chưa được nén chặt, mới ở giai đoạn đầu của quá tŕnh h́nh thành đá trầm tích.V́ vậy, rất khó khăn cho công tác xây dựng đường.

2/ Đất có thành phần hạt rất mịn, hàm lượng các nhóm hạt bụi và sét khá cao đồng thời cũng có mặt các khoáng vật có tính phân tán cao như montmorillonit và illit,  không thuận lợi cho các giải pháp sử dụng xử lư nền đất yếu bằng các chất kết dính.

3/ Các kết quả nghiên cứu về độ pH, khả năng trao đổi cho thấy, độ pH của đất thấp, nhỏ hơn 7, dao động từ 3 đến xấp xỉ 6. Khả năng trao đổi hấp thụ không cao, dung lượng hấp thụ chỉ dao động từ 19,6 đến 27,25 me/100 g đất khô nên thuận lợi cho việc cải tạo đất bằng các chất kết dính và cả các giải pháp làm chặt đất.

4/ Tại các địa điểm nghiên cứu ta thấy trong đất có chứa muối dễ ḥa tan. Đất được xếp vào loại nhiễm muối ít đến nhiễm muối. Các vị trí thuộc các địa phương không nằm sát biển, lượng muối trong đất thấp, thuộc loại nhiễm muối, hàm lượng muối chỉ khoảng 0,3-0,8%. Các địa phương gần biển như phía nam Cà Mau, đất chứa lượng muối ḥa tan cao hơn, thường xấp xỉ 1 đến xấp xỉ 2%, đất thuộc loại nhiễm muối ít. Loại muối trong đất là chlorur natri. Như vậy, sự có mặt của muối dễ ḥa tan sẽ gây ảnh hưởng xấu đến việc cải tạo đất bằng các chất kết dính vô cơ. Tuy nhiên, với mức nhiễm muối này, vẫn có thể cải tạo được bằng các chất kết dính vô cơ.

5/ Hầu hết các mẫu nghiên cứu cho thấy, đất đều chứa chất hữu cơ, hàm lượng hữu cơ trong đất không cao, đại đa số các mẫu nghiên cứu cho hàm lượng hữu cơ dao động trung b́nh từ 3 đến 4%, hiếm nơi đạt tới 6-7%. Tuy nhiên, ở một số nơi như Tiền Giang và Kiên Giang, hàm lượng hữu cơ chiếm tới 7 đến trên 10% và nó đă gây ảnh hưởng tới các đặc trưng cơ lư, cũng như chất lượng cải tạo đất bằng xi măng Khi nghiên cứu hoặc khảo sát địa chất công tŕnh vùng đồng bằng Cửu Long, cần thiết phải xác định lượng hữu cơ trong đất.

6/ Đất nghiên cứu là loại đất yếu, chưa được nén chặt, có chứa muối và chất hữu cơ. Mức độ nén lún mạnh, hệ số nén lún và chỉ số lún ở tất cả các mẫu đều lớn hơn 0,1; áp lực tiền cố kết nhỏ, dao động trung b́nh từ xấp xỉ 0,3 đến 0,5 kg/cm2. Sức kháng cắt không thoát nước từ thí nghiệm cắt cánh hiện trường và thí nghiệm 3 trục trong pḥng cho thấy đất nghiên cứu không thuận lợi cho việc xây dựng đường, các thông số nghiên cứu có thể phục vụ kiểm toán ổn định nền đường trong lúc thi công cũng như trong quá tŕnh cải tạo bằng các giải pháp khác nhau.

VĂN LIỆU

1. Đỗ Minh Toàn, 1998. Sự h́nh thành đặc tính địa chất công tŕnh của đất. Bài giảng cao học ngành Địa chất công tŕnh, Đại học M-ĐC, Hà Nội.

2. Đỗ Minh Toàn (Chủ biên), 2009. Báo cáo Đề tài cấp bộ B2009-02-66 “Nghiên cứu đặc tính xây dựng của trầm tích loại sét amQ22-3 phân bố ở đồng bằng Cửu Long phục vụ gia cố đất nền bằng phương pháp làm chặt, có sử dụng các chất kết dính vô cơ”. Lưu trữ Đại học M-ĐC, Hà Nội.

3. Ngô Quang Toàn (Chủ biên), 2000. Vỏ phong hóa và trầm tích Đệ tứ Việt Nam. Lưu trữ Địa chất, Hà Nội.

4. Nguyễn Huy Dũng (Chủ biên), 2004. Báo cáo phân chia, liên kết địa tầng và đặc điểm cấu trúc các trầm tích N-Q đồng bằng Nam Bộ. Lưu trữ Liên đoàn BĐĐCMN. Tp. Hồ Chí Minh.

5. Phan Chu Nam (Chủ biên), 2002. Bản đồ Địa chất công tŕnh vùng Trà Vinh - Long Toàn, tỷ lệ 1:50.000. Lưu trữ Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Nam.