Trường Đại học Thủy lợi Bộ môn Địa kỹ thuật
Bài giảng môn học Địa chất công trình Chương 2 CÁC HIỆN TƯỢNG ĐỊA CHẤT NGOẠI SINH
Giảng viên:
Dr.-Ing. Nguyễn Quang Tuấn
1
BÀI 3. KARST Hiện tượng Các-xtơ
Nội dung: 1. Khái niệm Các-xtơ (Karst) 2. Điều kiện phát sinh, phát triển Các-xtơ 3. Các dạng hình thái Các-xtơ 4. Các nhân tố thúc đẩy quá trình Các-xtơ 5. Ảnh hưởng của Các-xtơ và biện pháp xử
lý
1. Khái niệm:
Các-xtơ là hiện tượng nước mặt, nước dưới đất hoà tan, rửa lũa đá, tạo ra các hình thái địa hình trên mặt (các khe rãnh, hố sụt, đá tai mèo…) và các hình thái dưới ngầm (các hang, động ngầm, các nhũ đá trong hang động…)
(Các-xtơ thường xảy ra đối với đá vôi, đá
dolomite, thạch cao…)
CaCO3 + H2O+CO2 Ca(HCO3)2
tạo măng đá, nhũ đá Kết tủa Hoà tan Tạo khe rãnh, hang
Phản ứng hóa học của hiện tượng các tơ đối với đá vôi
2. Điều kiện phát sinh, phát triển Karst Đối với đá: - Đá có tính hoà tan: Các đá có thành phần là các khoáng vật sunfat, cabonat, halogen… - Đá có tính thấm nước mạnh: đá tính nứt nẻ,
các khe nứt liên thông với nhau.
Đối với nước: - Nước có khả năng hòa tan: nước có tính axit (khi chứa CO2 và các axit khác);
- Nước luôn luôn vận động.
3. Các dạng hình thái Karst
Karst mặt:
– Đá tai mèo và rừng đá tai mèo – Mương, khe, rãnh – Hố sụt karst, phễu karst… – Hố trũng, thung lũng, cánh đồng Karst
Karst ngầm:
– Hang, động – Sông, suối ngầm – Các nhũ đá, măng đá trong các hang động
Các hình thái các tơ
Thung lũng các tơ
Mạch nước
Thung lũng các-xtơ
Hố sụt các-xtơ
Hang ngầm
Mực nước ngầm
Suối chảy ngầm Sông Hố sụt
Một số hình thái các tơ
Sự phát triển các hình thái Karst ngầm – Các đới các-xtơ ngầm
Mực nước mùa mưa
Mực nước mùa khô
1. Đới nước vận động thẳng đứng Các xtơ phát triển chủ yếu
2. Đới nước vận động hỗn hợp Các xtơ phát triển theo cả 2
thẳng đứng
phương, hình thái phức tạp
3. Đới nước vận động nằm ngang Các xtơ phát triển theo
phương ngang
4. Đới ngừng trệ Các xtơ không phát triển
4. Các nhân tố ảnh hưởng quá trình Karst
1.
Cấu trúc địa chất Hệ thống khe nứt Thế nằm của các lớp đá Sự nâng lên hạ xuống của mặt đất Bề dày lớp đá hòa tan Các lớp đá nằm trên và dưới lớp đá phát triển karst
2. Địa hình: vị trí địa hình và độ dốc địa hình 3. Khí tượng thủy văn: lượng mưa, nước mặt, nhiệt độ,
độ ẩm
4. Sự dao động mực nước ngầm 5. Các nhân tố khác: sinh vật, các hoạt động của con
người…
Xem chi tiết sự ảnh hưởng của từng yếu tố ở giáo trình
5. Ảnh hưởng của Các-xtơ và biện pháp xử lý
a/ Ảnh hưởng của Các-xtơ
–
Làm biến dạng, sụt công trình; – Gây lún không đều cho công trình;
–
–
Làm rút mất nước mặt; Làm rò rỉ, gây mất nước hồ chứa;
– Nước chảy vào hố móng, công trình XD, mỏ
Các vấn đề khi xây dựng ở khu vực có hiện tượng và các hình thái Các-xtơ ????
Hố sụt
Đất phủ Vách đá ngầm Đá mồ côi Mỏm đá ngầm
Hang
Đá vôi
b/ Biện pháp xử lý
–
– Khống chế nước: xây hệ thống thoát nước mặt, ngăn cách nước tác dụng với đá, trét bịt các khe nứt, lấp các phễu, hố sụt, tránh hạ thấp mực nước ngầm Làm đê quai cách ly nước hồ chứa khỏi các hệ thống hang động.
–
–
– Phụt xi măng vào nền đá có khả năng bị hòa tan để bịt các khe nứt; gia cố đất đá xung quanh công trình Làm màn chống thấm cho các công trình đập, bảo vệ hố móng và các công trình ngầm. Làm đê quai, giếng vây ngăn nước hồ chứa với khu vực hang các-xtơ để chống mất nước hồ chứa.
– Chọn giải pháp kết cấu móng: làm đệm đá dăm, bê tông dưới đáy móng công trình. Xây móng trụ sâu, làm móng cọc xuyên qua các hang các-xtơ
Khoan phụt bịt lấp các hang các-xtơ
Các giải pháp phòng chống mất nước hồ chứa
Một số giải pháp xử lý nền công trình có Karst
Đầm chặt tầng trên mặt
Khoan phụt làm chặt
Khoan phụt bịt các lỗ hổng
Đổ đá và phụt vữa lấp các hang
Làm móng bản, móng băng
Làm móng cọc
Khoan phụt bề phủ bề mặt các mỏm đá
Khoan phụt các khe rãnh
Nguồn: https://oxfordre.com/naturalhazardscience/view/10.1093/acrefore/9780199389407.001.0001/acrefore-9780199389407-e-40
Móng cho nền karst
47
Câu hỏi ôn tập
1. Khái niệm về Karst? 2. Điều kiện phát sinh, phát triển Karst? 3. Các hình thái Karst? Vẽ hình minh họa? 4. Trình bày các nhân tố ảnh hưởng đến sự phát
triển của Karst?
5. Ảnh hưởng của Karst và biện pháp xử lý khi
xây dựng công trình?
