BÞ XÂY DþNG TR¯âNG CAO ĐÀNG XÂY DþNG SÞ 1 ------ 000 ------ GIÁO TRÌNH MÔN HàC: ĐÞA CHÂT CÔNG TRÌNH & ĐÞA CHÂT THĂY VN NGÀNH: CÔNG NGHÞ KỸ THU¾T TÀI NGUYÊN N¯àC TRÌNH ĐÞ: CAO ĐÀNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 389/QĐ- CĐXD1 ngày 30 tháng 9 năm 2021 của Hiệu trưởng trường CĐXD số 1) Hà Nßi, nm 2021 TUYÊN BÞ BÀN QUYÀN Tài liáu này thuác lo¿i sách giáo trình nên các nguãn thông tin có thể đ°āc phép dùng nguyên bÁn hoặc trích dùng cho các măc đích và đào t¿o và tham khÁo. Mọi măc đích khác mang tính lách l¿c hoặc sử dăng vãi măc đích kinh doanh thiÁu lành m¿nh s¿ bá nghiêm cÃm. 1 LâI NÓI ĐÄU Giáo trình ĐÞA CHÂT CÔNG TRÌNH & ĐÞA CHÂT THĂY VN là giáo trình nái bá đ°āc biên so¿n nhằm phăc vă cho giÁng d¿y và học tÁp cho há Cao đẳng á tr°ßng Cao đẳng Xây dāng sá 1, thuác ngành Công nghá kỹ thuÁt Tài nguyên n°ãc. ĐÞA CHÂT CÔNG TRÌNH & ĐÞA CHÂT THĂY VN là môn học chuyên ngành nhằm cung cÃp các kiÁn thćc đáa chÃt công trình và đáa chÃt thąy văn để phăc vă cho măc đích xây dāng, cÃp thoát n°ãc và bÁo vá môi tr°ßng.
Giáo trình ĐÞA CHÂT CÔNG TRÌNH & ĐÞA CHÂT THĂY VN do các thÅy cô TrÅn Xuân D°¢ng (Chą biên), Vũ Thá HiÃn, Nguyßn Giang Nam, Vũ Minh H¿nh đã và đang giÁng d¿y trāc tiÁp trong bá môn Trắc đáa cùng tham gia biên so¿n. Giáo trình này đ°āc viÁt theo đà c°¢ng môn học Đáa chÃt công trình & Đáa chÃt thąy văn, tuân thą theo các quy tắc tháng nhÃt cąa Tiêu chuẩn Viát Nam (TCVN). Ngoài ra giáo trình còn bổ sung thêm mát sá kiÁn thćc mà trong các giáo trình tr°ãc ch°a đà cÁp tãi. Nái dung gãm 4 phÅn sau: PhÅn 1.
ĐÃt đá xây dÿng PhÅn 2: N°ác d°ái đÃt PhÅn 3: Đßa chÃt đßng lÿc công trình PhÅn 4: KhÁo sát đßa chÃt công trình Trong quá trình biên so¿n, nhóm giÁng viên Bá môn Trắc đáa cąa Tr°ßng Cao đẳng Xây dāng Sá 1 - Bá Xây dāng, đã đ°āc sā đáng viên quan tâm và góp ý cąa các đãng chí lãnh đ¿o, các đãng nghiáp trong và ngoài tr°ßng. Mặc dù có nhiÃu cá gắng, nh°ng trong quá trình biên so¿n, biên tÁp và in Ãn khó tránh khßi nhÿng thiÁu sót. Chúng tôi xin đ°āc l°āng thć và tiÁp thu nhÿng ý kiÁn đóng góp. 5 I, Khái niám Đáa chÃt công trình (ĐCCT) và đái t°āng nghiên cću.
5 II, Măc đích và ý nghĩa môn học. 5 III, Nhiám vă môn học. 5 IV, Ph°¢ng pháp nghiên cću. 5 CH¯¡NG I: ĐÂT ĐÁ XÂY DĀNG.
6 Bài 1: KHOÁNG VÀT. 6 I, Khái niám chung. 6 III, Phân lo¿i khoáng vÁt. 6 Bài 2: KHÁI NIàM CHUNG VÂ ĐÂT ĐÁ.
8 II, Khái niám và cÃu trúc cąa đÃt đá. 8 III, ThÁ nằm cąa đÃt đá. 9 I, Khái niám chung. 9 II, Phân lo¿i đá magma.
9 III, Tính chÃt cąa đá magma. 9 IV, Tính năng xây dāng cąa đá magma. 10 Bài 4: ĐÂT ĐÁ TRÄM TÍCH. 11 I, Khái niám chung.
11 II, Phân lo¿i đÃt đá trÅm tích. 11 III, Tính chÃt cąa đÃt đá trÅm tích. 12 IV, Tính năng xây dāng. 12 Bài 5: ĐÁ BIÀN CHÂT.
14 I, Khái niám chung. 14 II, Phân lo¿i đá biÁn chÃt. 14 III, Tính chÃt cąa đá biÁn chÃt. 14 IV, Tính năng xây dāng.
15 Bài 6: TÍNH CHÂT CĄA ĐÂT ĐÁ. 16 3 II, Tính chÃt đái vãi n°ãc – thąy tính. 17 III, Tính nén lún cąa đÃt. 18 IV, Tính cháng cắt cąa đÃt.
20 Bài 7: PHÂN LO¾I ĐÂT ĐÁ XÂY DĀNG. 22 I, Khái niám đÃt đá xây dāng. 22 II, Măc đích , ý nghĩa công tác phân lo¿i đÃt đá. 22 III, Phân lo¿i.
22 CH¯¡NG II: N¯âC D¯âI ĐÂT. 25 Bài 1: NGUâN GàC, PHÂN Bà N¯âC D¯âI ĐÂT. 26 Bài 2 : ĐàNG LĀC N¯âC D¯âI ĐÂT. 28 II, Bài toán Đáa chÃt thąy văn c¢ bÁn.
28 CH¯¡NG III: ĐàA CHÂT ĐàNG LĀC CÔNG TRÌNH. 31 Bài 1: CÁC HIàN T¯ĀNG ĐàA CHÂT NGO¾I ĐàNG LĀC. Hián t°āng phong hóa. 31 II, Hián t°āng tr°āt.
33 Bài 2: CÁC HIàN T¯ĀNG ĐàA CHÂT LIÊN QUAN ĐÀN HO¾T ĐàNG CĄA N¯âC D¯âI ĐÂT. 35 I, Hián t°āng Karst. 35 II, Hián t°āng Xói ngÅm. Hián t°āng đÃt chÁy (cát chÁy).
36 CH¯¡NG IV: KHÀO SÁT ĐàA CHÂT CÔNG TRÌNH. 38 I, Nguyên lý công tác khÁo sát đáa chÃt công trình. 38 II, Măc đích công tác khÁo sát đáa chÃt công trình. 38 III, Nhiám vă công tác khÁo sát đáa chÃt công trình.
Nái dung công tác khÁo sát đáa chÃt công trình. 39 4 MÞ ĐÄU I, Khái nißm Đßa chÃt công trình (ĐCCT) và đßi t°ÿng nghiên cứu ĐCCT là môn khoa học thuác ngành Đáa chÃt học nghiên cću và đái t°āng: đÃt, đá, n°ãc để phăc vă cho măc đích xây dāng, cÃp thoát n°ãc và bÁo vá môi tr°ßng. II, Māc đích và ý nghĩa môn hác ĐCCT nghiên cću đÃt, đá, n°ãc để phăc vă cho công tác xây dāng: làm nÃn công trình, vÁt liáu xây dāng, môi tr°ßng xây dāng. ĐCCT nghiên cću các tính chÃt cąa đÃt, đá, n°ãc để lāa chọn giÁi pháp nÃn móng, cÁi t¿o đÃt, lāa chọn bián pháp thi công thích hāp III, Nhißm vā môn hác Xác đánh điÃu kián đáa tÅng và tính chÃt c¢ lý cąa đÃt đá: lo¿i đÃt, chiÃu dày, tính chÃt c¢ lý mßi tÅng đÃt đá, điÃu kián phân bá thāc tÁ,… Xác đánh điÃu kián n°ãc d°ãi đÃt: lo¿i n°ãc, sā phân bá n°ãc d°ãi đÃt, sā vÁn đáng cąa n°ãc d°ãi đÃt,… Xác đánh các hián t°āng đáa chÃt đáng lāc công trình: hián t°āng tr°āt, xói ngÅm, cáct¢,… Xác đánh nguãn vÁt liáu xây dāng t¿i chß: chÃt l°āng, trÿ l°āng, điÃu kián khai thác,… IV, Ph°¢ng pháp nghiên cứu Ph°¢ng pháp thāc đáa (ĐC học): dùng các công trình thăm dò thāc tÁ, thí nghiám hián tr°ßng để nghiên cću Ph°¢ng pháp lý thuyÁt: chą yÁu dùng công tác trong phòng để xác đánh các tính chÃt c¢ lý cąa đÃt đá.
Ph°¢ng pháp khác: mô hình hóa, t°¢ng tā đáa chÃt,… 5 CH¯¡NG I: ĐÂT ĐÁ XÂY DþNG Bài 1: KHOÁNG VÀT I, Khái nißm chung Khoáng vật là các đơn chất hoặc hợp chất hóa học tự nhiên được hình thành sau các quá trình địa chất. Khoáng vÁt là thành phÅn cÃu t¿o nên đÃt đá; nÁu chúng chiÁm đa sá trong đÃt đá thì đ°āc gọi là khoáng vÁt chính và s¿ quyÁt đánh tính chÃt cąa đÃt đá, còn chiÁm thiểu sá đ°āc gọi là khoáng vÁt phă Trong thāc tÁ có trên 2500 khoáng vÁt và khoÁng 4000 biÁn thể cąa chúng nh°ng chß có 50 khoáng vÁt chą yÁu t¿o đÃt đá nh°: th¿ch anh, fenspat, canxit,… II, Tính chÃt cąa khoáng vÁt Khoáng vÁt đ°āc hình thành chą yÁu bái 3 lo¿i hình nguãn gác: nái sinh (magma), ngo¿i sinh (trÅm tích) và biÁn chÃt. Trong thāc tÁ khoáng vÁt th°ßng tãn t¿i á cÁ 3 thể: rắn, lßng, khí nh°ng phổ biÁn h¢n cÁ là thể rắn. Chúng có thể á d¿ng kÁt tinh (đ°āc gọi là tinh thể khoáng vÁt) t¿o nên hình dáng xác đánh nh° 1 ph°¢ng, 2 ph°¢ng, 3 ph°¢ng hoặc không kÁt tinh (đ°āc gọi là vô đánh hình khoáng vÁt).
Mßi khoáng vÁt đ°āc đặc tr°ng bái 1 thành phÅn hóa học nhÃt đánh nh° th¿ch anh: SiO 2 , canxit: CaCO 3 ,… Mßi khoáng vÁt th°ßng có tính chÃt c¢ lý xác đánh nh° và màu sắc, đá trong suát, ánh, đá cćng, tỷ trọng,… Nghiên cću các tính chÃt cąa khoáng vÁt có thể nhÁn biÁt và sử dăng chúng hāp lý trong xây dāng. III, Phân lo¿i khoáng v¿t Có nhiÃu cách phân lo¿i khoáng vÁt, trong đó căn cć vào thành phÅn hóa học có thể chia khoáng vÁt ra làm 10 nhóm nh° sau: - Nhóm khoáng vÁt silicat: có khoÁng 800 khoáng vÁt nh° fenspat, mica, olivine, pyroxen,… là thành phÅn t¿o đá chą yÁu - Nhóm khoáng vÁt cacbonat: có khoÁng 80 khoáng vÁt nh° caxit, đolomit,… - Nhóm khoáng vÁt oxit và hydroxit: có khoÁng 200 khoáng vÁt nh° th¿ch anh, limonit,… 6 - Nhóm khoáng vÁt sunfat: có khoÁng 260 khoáng vÁt nh° th¿ch cao, anhidrit,… - Nhóm khoáng vÁt sunfua: có khoÁng 200 khoáng vÁt, tiêu biểu là pyrit - Nhóm khoáng vÁt halogen: có khoÁng 100 khoáng vÁt nh° halit - Các nhóm khoáng vÁt tā sinh, phátphat, vonfram ít gặp h¢n trong tā nhiên. 7 Bài 2: KHÁI NIàM CHUNG V ĐÂT ĐÁ I, Khái nißm vÁ đÃt đá Đất đá là tổ hợp một lượng khoáng vật nhất định được hình thành sau các quá trình địa chất. Do đó chúng có thành phÅn, cÃu trúc và tính chÃt c¢ lý hóa xác đánh.
Đa sá đÃt đá tÁp hāp từ nhiÃu lo¿i khoáng vÁt (đÃt đá đa khoáng), sá ít tÁp hāp từ mát lo¿i khoáng vÁt (đÃt đá đ¢n khoáng). Đá là thể địa chất mà các thành phần liên kết với nhau bởi mối liên kết bền vững: liên kết xi măng, liên kết hóa học. VD đá vôi có liên kÁt hóa học, cát kÁt có liên kÁt xi măng,… Đất là thể địa chất mà các thành phần liên kết với nhau bởi mối liên kết yếu: liên kết vật lý, liên kết keo nước. VD đÃt cát có liên kÁt vÁt lý, đÃt sét có liên kÁt keo n°ãc,… II, Khái nißm vÁ cÃu trúc căa đÃt đá 1, KiÁn trúc cąa đÃt đá Kiến trúc của đất đá là tập hợp các yếu tố về hình dáng, kích thước và mức độ kết tinh của các khoáng vật, VD kiÁn trúc toàn tinh, poocfia, vi tinh,… 2, CÃu t¿o cąa đÃt đá Cấu tạo của đất đá là tập hợp các yếu tố về sự sắp xếp của các khoáng vật, đó chính là phân bá không gian và sắp xÁp qua l¿i giÿa chúng, VD: cÃu t¿o khái, cÃu t¿o phân lãp,… Tổng hāp các yÁu tá và kiÁn trúc và cÃu t¿o đ°āc gọi là cÃu trúc cąa đÃt đá III, Th¿ n¿m căa đÃt đá Thế nằm của đất đá là sự phân bố trong không gian thực tế của một lớp đất đá.
ThÁ nằm là các yÁu tá bên ngoài cho ta biÁt và hình dáng, kích th°ãc, mćc đá đãng nhÃt cąa mßi lãp đÃt đá và quan há giÿa các lãp đÃt đá khác nhau vãi nhau.