CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT KHU VỰC CẦN THƠ.1 Đặc điểm địa chất: Thành phố Cần Thơ nằm ở trung tâm Đồng bằng sông cửu long, có địa hình tương đối bằng phẳng mạng lưới sông ngòi, kênh rạch phân bố rất dày. Tuy nhiên với sự phát triển nhanh chóng của kinh tế cả nước nói chung và thành phố Cần Thơ nói riêng thì cơ sở hạ tầng không đáp ứng được nhu cầu phát triển kinh tế ngày càng năng động. Hiện nay cơ sở hạ tầng để phục vụ sự triển kinh tế xã hội ở Cần Thơ còn yếu, đầu tư chưa đồng bộ. Nền móng của các công trình xây dựng nhà ở, đường xá, đê điều, đập chắn nước và một số công trình khác trên nền đất yếu thường đặt ra hàng loạt các vấn đề phải giải quyết như sức chịu tải của nền thấp, độ lún lớn và độ ổn định của cả diện tích không cao.
Thành phố Cần Thơ nằm ở vùng Đồng bằng sông Cửa Long là vùng đất bồi đắp trũng, kênh rạch chằng chịt, mực nước ngầm cao, đất thường bị bão hòa nước. Khác với vùng đất Miền Đông Nam bộ vì vùng đất này có đồi núi, đất đỏ baran nên địa chất tương đối tốt ít phải xử lý. Địa chất ở thành phố Cần Thơ so với các tỉnh lân cận có các đặc điểm khác, đối với các tỉnh như Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau … giáp biển nên đất bị nhiễm phèn, nhiễm mặn nên khi xử lý nền đường phải nghiên cứu thêm vấn đề này, các tỉnh như An Giang và một số huyện Kiên Giang địa hình nhiều đồi núi nên nền móng ở đây tốt ít phải xử lý lún. Nguồn gốc các tầng đất yếu phân bố ở TP Cần thơ thuộc đồng bằng Nam Bộ đều là các loại trầm tích châu thổ (sông, bãi bồi, tam giác châu), trầm tích bờ, vũng vịnh và thuộc trầm tích kỷ thứ tư.
Việt Nam được biết đến là nơi có nhiều đất yếu, đặc biệt lưu vực sông Hồng và sông Mê Kông. Nhiều thành phố và thị trấn quan trọng được hình thành và phát triển trên nền đất yếu với những điều kiện hết sức phức tạp của đất nền, dọc theo các dòng sông và bờ biển. Thực tế này đã đòi hỏi phải hình thành và phát triển các công nghệ thích hợp và tiên tiến để xử lý nền đất yếu.2 Xây dựng nền móng công trình Hiện nay xây dựng nền móng công trình ở Cần Thơ về mặt kỹ thuật xây dựng, biện pháp áp dụng xử lý nền móng trên nền đất yếu cũng còn nhiều hạn chế, vì đất yếu của khu vực này có chỗ dày 30m, không thể đảm bảo xây dựng công trình cấp cao qua vùng đất yếu với lưu lượng xe và tải trọng xe lớn, nên phải có các biện pháp xử lý mới phù hợp hơn. - Cọc khoan nhồi thường được dùng cho một số móng công trình đặc biệt như: có tải trọng lớn và chiều dài lớn, trong điều kiện môi trường có yêu cầu khắt khe, v.
Vì ưu điểm của nó đáp ứng được các yêu cầu đó. - Kích thước của cọc thay đổi trong khoảng khá rộng: đường kính từ 400mm÷2500mm, cá biệt đường kính cọc có thể lên đến 3000mm. - Phương pháp thi công thường là khoan tạo lỗ bằng thiết bị khoan chuyên dụng đặc biệt là dùng thiết bị đào gàu ngạm, giữ ổn định thành vách bằng ống chống thép kết hợp với dung dịch bentonite. Tuỳ theo điều kiện địa chất và điều kiện thi công mà sử dụng các lọai thiết bị khác nhau, nhưng chủ yếu gồm các dạng chính như sau: + Máy khoan gầu xoay: được sử dụng đối với địa chất là cát, đất sỏi sạn, cát pha cuội sỏi ( các mố trụ trên cạn hoặc khi có thể đắp đảo nhân tạo để thi công).
+ Máy khoan theo nguyên lý tuân hoàn ngược: được dùng cho các trụ dưới sông, có nước ngập, khoan vào tầng đá gốc hay đá phong hoá như trường hợp trụ 2, trụ 3 cầu Việt-Trì, các trụ cầu Hàm rồng, cầu Gianh. + Máy khoan vách xoay: được dùng cho các công trình có tầng địa chất phức tạp, ví dụ có tầng cát chẩy hoặc các công trình gần những công trình đã hiện có trước như trong các dự án cầu đường sắt Hà nội - TP Hồ chí Minh,v. Tuy nhiên trong nhiều dự án cầu đã sử dụng kết hợp các loại thiết bị khác nhau để phát huy thế mạnh của mỗi loại, ví dụ dùng máy khoan gầu xoay ED 4000 để khoan tầng đất cho các trụ trên cạn của cầu Hàm-rồng (vì tốc độ khoan đất của loại máy này rất nhanh), sau đó dùng máy khoan theo nguyên lý tuần hoàn ngược TRC để khoan tiếp vào tầng đá gốc. - Đối với nước ta, công nghệ móng cọc khoan nhồi đã được các Nhà thầu áp dụng thành thạo trong xây dựng cầu.
Tuy nhiên vì kinh nghiệm thiết kế, thi công và kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi có đường kính lớn từ F1500mm ÷ F3000mm chưa nhiều nên thường gặp một số sự cố trong thi công làm ảnh hưởng đến chất lượng và giá thành xây dựng; - Xét về khả năng chịu lực đẩy ngang do chuyển vị cố kết lớn của nền đất gây ma sát âm lên hệ móng cọc của các công trình cầu xây dựng ở khu vực địa chất đất yếu hoặc có địa tầng thay đổi phức tạp thì cọc khoan nhồi tỏ ra có ưu điểm hơn so với các loại cọc đóng, cọc ép.3 Đặc điểm địa chất một số công trình khu vực cần thơ: 1.1 Số liệu địa chất khu vực quận Ninh Kiều : - Số liệu địa chất tuyến Mậu Thân – Sân Bay Cần Thơ. Tình hình địa chất và tính chất cơ lý đất : 1/ Lớp trên cùng dầy khoảng từ 0.5 – 2m thường là lớp sét dẻo mềm, bùn đất. + Độ ẩm tự nhiên W = 40 – 60 % + Dung trọng tự nhiên từ 1,2 – 1,6 g/cm3 + Hệ số rỗng từ 1,3 – 1,6 2/ Lớp 2 dầy khoảng 2 – 20m, chỉ số búa N < 1 Bùn sét lẫn ít bụi, màu xám, xám đen, trạng thái chảy. Chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp này : + Dung trọng tự nhiên (g/cm3): 1.53 + Góc ma sát trong : 2o7’ + Lực dính C (kg/cm2) : 0.07 3/ Lớp 3 dày từ 20-30m, chỉ số búa N đạt từ 12 – 16 búa Có thành phần sét màu vàng nâu, trạng thái dẻo cứng đến cứng Chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp này : + Dung trọng tự nhiên (g/cm3): 1.87 + Góc ma sát trong : 14o1’ + Lực dính C (kg/cm2) : 0.41 4/ Lớp 4 dày từ 30 – 40m, chỉ số búa N đạt từ 13 – 20 búa Có thành phần gồm cát mịn lẫn bụi sét, màu vàng nâu + Dung trọng tự nhiên (g/cm3): 1.8 + Góc ma sát trong : 20o29’ + Lực dính C (kg/cm2) : 0.1 5/ Lớp 5 dày từ 40 – 50m, chỉ số búa N đạt từ 14 – 20 búa Có thành phần gồm Sét – bụi sét màu nâu, trạng thái dẻo cứng.
+ Dung trọng tự nhiên (g/cm3): 1.87 + Góc ma sát trong : 9o55’ + Lực dính C (kg/cm2) : 0.26 Căn cứ vào kết quả khảo sát khoan thăm dò, thí nghiệm hiện trường và thí nghiệm trong phòng, địa tầng khu vực được tóm tắt thành các lớp từ trên xuống như sau: + Lớp số 1: (Lớp đất đắp) Bùn sét màu vàng, trạng thái dẻo mềm. Chiều dày lớp thay đổi từ 0. + Lớp số 2: Bao gồm sét lẫn xác thực vật, xám xanh, xám đen, trạng thái chảy. Chiều dày lớp thay đổi từ 17.8 30m Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp này như sau: - Dung trọng tự nhiên, (g/cm3): 1.60 - Góc ma sát trong, : 2o13’ - 3o30’ - Lực dính, C (kg/cm2): 0.08 - Hệ số rỗng, eo: 1.052 + Lớp số 3: Có thành phần sét màu vàng nâu, nâu đen, trạng thái dẻo cứng đến cứng (CL).
Chiều dày lớp thay đổi từ 4.0 10m Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp này như sau: - Dung trọng tự nhiên, (g/cm3): 1.90 - Góc ma sát trong, : 120 19’ – 150 31’ - Lực dính, C (kg/cm2): 0.47 - Hệ số rỗng, eo: 0.84 + Ngoài ra bên dưới còn có các lớp đất khác là đất tốt, không đề cập ở đây. Như vậy, trên toàn tuyến đều xuất hiện lớp đất yếu (lớp số 2) với độ sâu đáy lớp khoảng 18 đến trên 32m, ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề lún và ổn định nền móng, cần có giải pháp xử lý phù hợp trước khi xây dựng nền móng ở trên.2 Số liệu địa chất Quận Cái Răng – TP Cần Thơ - tuyến Quang Trung – Cảng Cái Cui Đặc điểm địa chất công trình : Địa chất khu vực tuyến đi qua có thể tóm lược kết quả chỉ tiêu cơ lý cơ bản đặc trưng như sau : + Lớp đất dày 0,4m (C = 0,173kG/cm2, = 11o 41’, = 1,72 g/cm3) + Lớp bùn xét màu xám đen, xám xanh lẫn hữu cơ dày 13,4m (C = 0,056kG/cm2, = 1o 05’, = 1,6 g/cm3) + Lớp sét màu xám nâu, xám trắng dẻo cứng dày 17,2m (C = 0,157kG/cm2, = 15o 08’, = 1,84 g/cm3) + Lớp sét pha cát xếp lớp màu xám nâu, dẻo cứng dày 22,7m (C = 0,15kG/cm2, = 11o 17’, = 1,91 g/cm3) Kết quả khoan và thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của địa chất trong khu vực tuyến đi qua cho thấy rằng địa chất tương đối yếu do vậy khi thiết kế và thi công cần thiết phải có biện pháp gia cố xử lý nền.3 Số liệu địa chất quận Ô môn – TP Cần Thơ - tuyến Bốn Tổng – Một Ngàn Bảng 1.