Đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý của các trầm tích san hô trên một số đảo thuộc quần đảo Trường Sa. Đề xuất các giải pháp nền móng cho các dạng công trình xây dựng

Chia sẻ: Lê Trung Hiếu | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

158
lượt xem 19
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Từ các kết quả nghiên cứu trên, tác giả kiến nghị sử dụng các giải pháp nền, móng cho từng dạng xây dựng ở các kiểu cấu trúc nền thuộc các khu 1 và 2 trên các đảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý của các trầm tích san hô trên một số đảo thuộc quần đảo Trường Sa. Đề xuất các giải pháp nền móng cho các dạng công trình xây dựng

Hội nghị Khoa học kỷ niệm 50 năm ngày thành lập Viện KHCN Xây dựng ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG VÀ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA CÁC TRẦM TÍCH SAN HÔ TRÊN MỘT SỐ ĐẢO THUỘC QUẦN ĐẢO TRƯỜNG SA. ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NỀN MÓNG CHO CÁC DẠNG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG * Nguyễn Quý Đạt , Đỗ Minh Toàn TÓM TẮT: Báo cáo trình bày đặc điểm địa tầng đất đá san hô trên một số đảo nổi gồm 2 khu (khu 1 – phần nổi của đảo san hô và khu 2 – thềm san hô ngập nước), đặc điểm tính chất cơ lý và sự biến đổi các tính chất đó của các trầm tích san hô qua các kết quả nghiên cứu trong phòng và ngoài trời. Đây là những số liệu đặc trưng để tham khảo chọn các thông số thiết kế nền móng. Từ các kết quả nghiên cứu trên, tác giả kiến nghị sử dụng các giải pháp nền, móng cho từng dạng xây dựng ở các kiểu cấu trúc nền thuộc các khu 1 và 2 trên các đảo. 1 MỞ ĐẦU Quần đảo Trường Sa có một vị trí đặc biệt quan trọng trên biển Đông. Do nhu cầu phát triển kinh tế, quốc phòng nên nhiều công trình đã và sẽ được xây dựng. Khác với đất liền, trên các đảo thuộc Quần đảo Trường Sa có cấu trúc địa chất đặc biệt, chủ yếu là các trầm tích san hô. Sự hiểu biết và kinh nghiệm xây dựng trên nền trầm tích san hô còn rất hạn chế. Xuất phát từ nhu cầu thực tế và điều kiện đặc biệt như vậy, trên cơ sở kết quả điều tra khảo sát và thí nghiệm hiện trường kết hợp với thí nghiệm trong phòng, chúng tôi tiến hành nghiên cứu tổng hợp đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý của các trầm tích san hô trên một số đảo thuộc quần đảo trường sa với mục đích đánh giá khả năng xây dựng công trình trên nền san hô và đề xuất các giải pháp nền móng cho một số dạng công trình xây dựng trên các đảo. Trên mỗi đảo về mặt địa hình, địa mạo đều có thể chia ra 2 khu: khu 1 – diện tích đảo nổi, khu 2 – diện tích thềm san hô ngập nước. Chẳng những khác nhau về đ ịa hình, địa mạo mà ở 2 khu trên mỗi đảo còn khác nhau về địa tầng. Chính vì vậy, trong các nội dung của báo cáo sẽ trình bày theo từng khu của mỗi đảo. 2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG VÀ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CHỦ YẾU CỦA CÁC TRẦM TÍCH SAN HÔ TRÊN CÁC ĐẢO Như trên đã trình bày, đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý của trầm tích san hô trên các đảo Trường Sa lớn, Phan Vinh và Sơn Ca được thể hiện trên sơ đồ phân chia ranh giới các khu (các Hình 1, 2, 3) và các bảng thuyết minh chi tiết đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý của trầm tích san hô ở từng đảo (các Bảng 1, 2, 3, 4). 118
* Nguyễn Quý Đạt, Học viện Kỹ thuật Quân sự, quydat151ctqs@gmail.com, 0902058986, Đỗ Minh Toàn, Trường Đại học Mỏ - Địa chat, dominhtoan50@gmail.com, 0985311950 119
2.1. Ranh giới phân chia khu trên các đảo Hình 1. Các khu trên đảo Trường Sa lớn Hình 2. Các khu trên đảo Phan Vinh Hình 3. Các khu trên đảo Sơn Ca 120
2.2. Thuyết minh chi tiết đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý của trầm tích san hô trên các đảo Bảng 1. Đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý san hô đảo Trường Sa lớn 121
121
Bảng 3. Đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý san hô phần nổi đảo Sơn Ca 122
Bảng 4. Đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý san hô phần thềm san hô ngập nước đảo Sơn Ca 123
Từ những kết quả nghiên cứu về địa tầng và tính chất cơ lý của các trầm tích san hô, chúng tôi rút ra nhận xét: 1. Nhìn chung, địa tầng ở tất cả các đảo đều có tính phân nhịp, phù hợp với qui luật về mối quan hệ giữa sự thành tạo cấu trúc nhịp trong đá san hô với sự thăng trầm của mực nước biển của địa chất khu vực [4]. 2. Trong mỗi nhịp từ trên xuống gồm: lớp 1- cát san hô; lớp 2- sạn gồm cành nhánh san hô; lớp 3- đá san hô). Trong phạm vi độ sâu khảo sát, sự lặp lại của nhịp này không đầy đủ. 3. Sự có mặt số lượng nhịp trên mỗi đảo, ở độ sâu tương ứng là không giống nhau (cùng độ sâu 40m ở phần nồi tại đảo Trường Sa lớn có 2 nhịp, Sơn Ca có 4 nhịp). Trong phạm vi độ sâu khảo sát, số lượng nhịp giữa phần nổi và phần thềm ngập nước khá tương đồng, sự khác nhau được thể hiện ở tính chất cơ lý và sự vắng mặt của lớp cát trên mặt ở phần thềm san hô ngập nước hoặc nếu có thì bề dày rất mỏng. 4. Từ kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý cho thấy, độ bền vững của đá tăng lên theo chiều sâu trong mỗi nhịp. Trong điều kiện ngập nước, đá san hô đã bị mềm hoá, nên khả năng chịu lực kém hơn, phần nổi N30 = 15-25, thềm san hô (phần ngập nước) N30 = 4-5. Trong 1 nhịp: + Lớp 1: cát san hô có độ rỗng lớn (emax = 1,23 ÷ 1,25) và khả năng chịu lực không cao. + Lớp 2: sạn gồm cành, nhánh san hô, có độ rỗng lớn hệ số rỗng e dao động từ 1,094 ÷ 2 1,333, khả năng chịu tải không cao, áp lực tính toán quy ước 1,9 ÷ 2,1 kG/cm . + Lớp 3: đá san hô có kết cấu vững chắc, nên khả năng chịu lực khá cao. Cường độ kháng 2 nén trung bình khi khô của đá san hô dao động trong khoảng từ 125 ÷ 210 kG/cm , khi bão hòa 2 dao động từ 101÷ 173 kG/cm . Tuy nhiên, độ rỗng khá cao, chúng mang những đặc trưng rất điển hình của loại vật liệu phá hủy giòn dưới tác dụng của các lực ngoài. 3 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NỀN MÓNG CHO CÁC DẠNG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG 3.1. Với khu 1 - Chịu tác động của các quá trình đ ịa chất động lực như phong hóa, xói lở, động đất. - Nền san hô tương đối ổn định, làm nền tốt cho các công trình quy mô vừa và nhỏ. - Tác động ăn mòn: nước dưới đất ở đảo Trường Sa lớn có tính ăn mòn chủ yếu là ăn mòn sunfat. Điều này gây khó khăn cho việc lựa chọn các loại vật liệu xây dựng trong điều kiện công trình luôn tiếp xúc với nước. Do vậy, cần thiết phải có biện pháp ngăn cách sự tiếp xúc của nước dưới đất với kết cấu công trình. Cụ thể :lựa chọn vật liệu xây dựng phù hợp đảm bảo có khả năng chống ăn mòn sunfat (bêtông bền sunfat), các loại phụ gia chống ăn mòn, phủ 124
bề mặt các kết cấu công trình bằng các chất chống thấm trong điều kiện nước mặn. Kiến nghị giải pháp nền móng như sau: - Công trình nhà: chọn giải pháp móng nông trên nền thiên nhiên hoặc trên nền sau khi xử lý, cải tạo lớp sạn gồm cành nhánh san hô với các dạng công trình vừa và nhỏ [1]. 125
- Công trình ngầm: sử dụng kết cấu chắn giữ bằng tường trong đất với công trình hố móng sâu có qui mô trên 3 tầng hầm. Chiều sâu đáy tường chắn giữ nên đặt trong lớp đá san hô [5]. 3.2. Với khu 2 - Nền san hô chịu tác động chu kỳ của thủy triều, làm cho môi trường san hô vừa bị tẩm ướt, vừa khô. - Ngoài ra, nền san hô còn chịu tác động của sóng, gió và các tác nhân phong hóa, gây xói lở và bào mòn bờ đảo. - Công trình xây dựng trên kiểu cấu trúc nền này phải tính toán đến tầm hoạt động mạnh của sóng và dòng chảy mặt. - Tác động ăn mòn: nước biển có tính ăn mòn lớn hơn nước dưới đất rất nhiều, chủ yếu là ăn mòn sunfat với mức độ mạnh. Do vậy, cần thiết phải lựa chọn vật liệu xây dựng phù hợp, chống ăn mòn sunfat (ximăng bền sunfat), các loại phụ gia chống ăn mòn, phủ bề mặt các loại kết cấu công trình bằng các chất chống thấm trong điều kiện nước mặn. Khi xây dựng các công trình chống xói lở nên sử dụng kết cấu bêtông không cốt thép. Kiến nghị giải pháp nền móng như sau: - Công trình kè: sử dụng kết cấu tường kè dạng trọng lực đặt trực tiếp lên nền trầm tích san hô, cần có biện pháp bảo vệ nền dưới chân kè khỏi bị xói dưới tác động của sóng và dòng chảy ven bằng kết cấu bê tông chân khay và răng tiêu sóng [2]. - Công trình cầu cảng: sử dụng kết cấu bến trọng lực dạng trụ rời đặt trực tiếp trên nền san hô tảng ngoài thềm kết hợp với cọc khoan nhồi với những trụ đặt trên nền san hô ngập nước, độ sâu đặt cọc vào lớp 3 – đá san hô có cường độ cao bên dưới [6]. 4 K ẾT L U Ậ N 1. Địa tầng các đảo có tính phân nhịp với mức độ thành đá tăng theo chiều sâu mỗi nhịp. Kết quả thí nghiệm tính chất cơ lý cho thấy độ bền vững của đá tăng lên theo chiều sâu trong mỗi nhịp. Giữa các nhịp trong 1 khu tính chất cơ lý không có nhiều thay đổi. Trong điều kiện ngập nước, đá san hô đã bị mềm hoá, nên khả năng chịu lực kém hơn. 2. Thành phần của đất đá trong mỗi nhịp đầy đủ bao gồm: Lớp 1 - cát san hô lẫn ít sạn, sỏi, màu xám trắng; Lớp 2 - sạn gồm cành, nhánh lẫn dăm, tảng san hô màu xám trắng; Lớp 3 – đá san hô màu xám trắng, xám vàng. 3. Giải pháp nền móng: - Khu 1: + Công trình nhà: chọn giải pháp móng nông trên nền thiên nhiên hoặc trên nền sau khi xử lý với các dạng công trình vừa và nhỏ. + Công trình ngầm: sử dụng kết cấu chắn giữ bằng tường trong đất với công trình hố móng sâu. Chiều sâu đáy tường chắn giữ nên đặt trong lớp đá san hô (lớp 3). 126
- Khu 2: + Công trình kè: sử dụng kết cấu tường kè dạng trọng lực đặt trực tiếp lên nền trầm tích san hô nhưng cần có biện pháp bảo vệ nền dưới chân kè khỏi bị xói dưới tác động của sóng và dòng chảy ven bằng kết cấu bê tông chân khay và răng tiêu sóng. + Công trình cầu cảng: sử dụng kết cấu bến trọng lực dạng trụ rời đặt trực tiếp trên nền san hô tảng ngoài thềm kết hợp với cọc khoan nhồi với những trụ đặt trên nền san hô ngập nước, độ sâu đặt cọc vào đá san hô có cường độ cao bên dưới. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Phạm Huy Chính, "Tính toán móng công trình", NXB Xây dựng, Hà Nội, 2009, tr.179- 183. 2. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, "Hướng dẫn thiết kế đê biển", 14 TCN 130-2002, NXB Trung tâm thông tin nông nghiệp và phát triển nông thôn,Hà Nội, 2002. 3. Nguyễn Quý Đạt, "Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc nền đảo Trường Sa lớn và kiến nghị giải pháp nền móng cho các dạng công trình xây dựng", Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội, 2013. 4. Thái Doãn Hoa, “Về mối quan hệ giữa sự thành tạo cấu trúc nhịp trong đá san hô với sự thăng trầm của mực nước biển và thời gian thành tạo chúng”, Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật, số 112 (III-2005), Học viện KTQS, tr.116-120. 5. Nguyễn Bá Kế, "Thiết kế và thi công hố móng sâu", NXB Xây dựng, Hà Nội, 2009, tr. 251- 261. 6. Vũ Minh Tuấn, "Thiết kế công trình bến cảng", NXB Xây dựng, Hà Nội, 2010, tr. 61- 69. 7. Viện Kỹ thuật công trình đặc biệt, "Báo cáo khảo sát địa chất công trình khu vực đảo Sơn Ca, huyện Trường Sa, tỉnh Khánh Hòa", Học viện KTQS, Hà Nội, 2012. 8. Viện kỹ thuật Công trình đặc biệt, "Báo cáo khoa học chuyên đề điều tra khảo sát về địa chất công trình và các tính chất cơ lý san hô trong vùng Quần đảo Trường Sa", Học viện KTQS, Hà Nội, 2012. 127