Tài liệu đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực nam sài gòn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  BK TP.HCM VÕ MINH QUÂN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ DỰ BÁO ĐỘ LÚN KHU VỰC NAM SÀI GÒN Chuyên ngành: Kỹ thuật địa chất Mã số: 60 52 05 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HỒ CHÍ MINH, năm 2018 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : ..................................................................... (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 1 : ........................................................................... (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2 : ........................................................................... (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày . . . . . tháng . . . . năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1. .............................................................. 2. .............................................................. 3. .............................................................. 4. .............................................................. 5. .............................................................. Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên : Võ Minh Quân MSHV : 1570200 Ngày, tháng, năm sinh : 22/02/1991 Nơi sinh : Bình Định Chuyên ngành : Kỹ thuật địa chất Mã số : 60 52 05 01 I. TÊN ĐỀ TÀI: “ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ DỰ BÁO ĐỘ LÚN KHU VỰC NAM SÀI GÒN” II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiệm vụ: Đánh giá hiện trạng lún và dự báo khả năng xảy ra lún trong khu vực nghiên cứu Nam Sài Gòn. Nội dung: - Thu thập và xử lý số liệu các báo cáo khảo sát địa chất công trình. Biên hội bản đồ, xây dựng mặt cắt địa chất theo tuyến và tính toán lún lý thuyết. - Lắp đặt thiết bị, ghi nhận kết quả quan trắc lún trong khu vực nghiên cứu và khảo sát lún hiện trạng. - So sánh, đánh giá các kết quả đạt được và đưa ra dự báo khả năng xảy ra lún trong khu vực nghiên cứu. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Ngày 10/07/2017. IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 03/12/2017. V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. TRẦN ANH TÚ TP. HCM, ngày ..... tháng .... năm 2018 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ 1 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập và nghiên cứu tại Khoa Địa chất và Dầu Khí cùng với các anh chị học viên cao học và nghiên cứu sinh, tôi đã học tập rất nhiều kiến thức, kinh nghiệm bổ ích và nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình từ quý Thầy, Cô tại Khoa để tôi có thể hoàn thành tốt Luận văn tốt nghiệp này. Qua đây, tôi xin chân thành gửi lời cám ơn sâu sắc đến: Thầy TS. Trần Anh Tú đã hướng dẫn tận tình, và luôn giúp đỡ cũng như truyền đạt những kinh nghiệm quý báu trong quá trình làm Luận văn thạc sĩ. Cảm ơn Thầy PGS. TS Đậu Văn Ngọ và Trung tâm nghiên cứu công nghệ và thiết bị công nghiệp – Trường Đại học Bách Khoa đã giúp đỡ, hướng dẫn cũng như tạo điều kiện cho học viên hoàn thành luận văn này. Cảm ơn Thầy PGS. TS Nguyễn Việt Kỳ và Liên đoàn quy hoạch và điều tra tài nguyên nước Miền Nam đã hướng dẫn cũng như tạo điều kiện cho học viên hoàn thành luận văn này. Cảm ơn Thầy TS. Võ Đại Nhật và quý Thầy, Cô đang công tác tại Khoa Địa Chất và Dầu Khí, đặc biệt là các Thầy Cô tại Bộ Môn địa kỹ thuật đã tận tình giảng dạy và truyền đạt kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu đến học viên. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình đã luôn động viên, khuyên khích và chia sẻ cùng tôi những lúc khó khăn để tôi có động lực hoàn thành tốt Luận văn này. Xin chân thành cám ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 01 năm 2018 Học viên thực hiện Võ Minh Quân HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 2 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” TÓM TẮT LUẬN VĂN Nam Sài Gòn là vùng đang có tốc độ đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ của Thành phố Hồ Chí Minh. Đây là vùng đất trũng thấp và có cấu trúc địa chất yếu, vấn đề sụt lún ngày càng trở nên nghiêm trọng trong khu vực này. Tuy nhiên, có ít nghiên cứu về hiện tượng sụt lún được tiến hành trong khu vực. Luận văn này nghiên cứu hiện trạng lún và đưa ra những tiền đề cho việc dự báo lún trong khu vực. Kết hợp từ số liệu khảo sát 20 điểm lún ngoài hiện trường, 100 hố khoan khảo sát địa kỹ thuật cùng với phương pháp quan trắc lún sâu bằng thiết bị nhện từ, kết quả chỉ ra rằng khu vực nghiên cứu đang có hiện tượng lún tại một số nơi có san lấp với độ lún trung bình từ 9 đến 26cm. Qua phân tích và đánh giá kết quả tính toán lún từ các phương pháp có thể dự báo độ lún trong khu vực đến năm 2025 đạt từ 17.42 đến 28.13cm với cao độ quy hoạch khống chế Hkc ≥ từ 2.0 đến 2.5m. Với kết quả dự báo độ lún trong khu vực nghiên cứu có thể áp dụng cho các vùng trũng thấp tại khu vực Nam Bộ có cấu tạo địa chất tương tự và giúp cho các nhà quy hoạch đô thị có cái nhìn tổng thể về diễn biến lún để đưa ra các giải pháp quy hoạch phù hợp trong tương lai. HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 3 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” ABSTRACT Sai Gon South is the initial gateway area to developing concentration urban infrastructure of Ho Chi Minh city. It has a low-lying terrain and weak geology structure, the subsidence is becoming more serious in this area. However, there are few studies of subsidence occurring in the area. This thesic research to subsidence and provides the basis for forecasting subsidence in this area. To combined with 20 point subsidence data from the field, 100 geological survey wells and deep observation method using magnetic spider technology, the results indicate that the study area is experiencing subsidence at some places there is leveling with an average settlement of 9.06 to 26cm. The analysis and evaluation of settlement results from the methods that can predict the settlement in the area until 2025 reach from 17.42 to 28.13cm with the planning height control fill soil HKc ≥ 2.0 to 2.5m. The predicted subsidence in the study area can be applied to low lying areas in the South with similar geological structure and to give urban planners a general view of the evolution to provide appropriate planning solutions in the future. HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 4 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ Tác giả luận văn này là học viên Võ Minh Quân, xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tác giả dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Trần Anh Tú. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa từng công bố bởi tác giả khác dưới bất kỳ hình thức nào trước đây. Những số liệu, bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập, tính toán từ các nguồn khác nhau và đảm bảo độ tin cậy được trình bày trong phần tài liệu tham khảo. Ngoài ra, trong luận văn còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc. Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với lời cam đoan của mình. Học viên thực hiện Võ Minh Quân HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 5 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ ...................................................................... 1 LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ 2 TÓM TẮT LUẬN VĂN......................................................................................... 3 LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................. 5 MỤC LỤC.............................................................................................................. 6 CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT................................................................................... 9 DANH MỤC BẢNG, BIỂU ................................................................................. 10 1. Mục tiêu của luận văn .................................................................................... 13 2. Đối tượng và phạm vi nghiên ......................................................................... 13 3. Nội dung nghiên cứu...................................................................................... 13 4. Cơ sở tài liệu ................................................................................................. 14 5. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 14 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn ................................................... 14 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU .................................. 15 1.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu ........................................ 15 1.1.1. Đặc điểm địa lý .................................................................................... 15 1.1.2. Địa hình .............................................................................................. 16 1.1.3. Khí hậu ................................................................................................ 17 1.1.4. Thủy văn .............................................................................................. 17 1.2. Đặc điểm điều kiện địa chất ........................................................................ 20 1.2.1. Đặc điểm địa chất ................................................................................ 20 1.2.2. Đặc điểm địa mạo ................................................................................ 21 1.3. Đặc điểm kinh tế - xã hội ............................................................................ 22 1.3.1. Dân số.................................................................................................. 22 1.3.2. Giáo dục và đào tạo ............................................................................. 23 1.3.3. Hệ thống giao thông............................................................................. 23 1.3.4. Kinh tế ................................................................................................. 23 1.4. Tình hình nghiên cứu lún khu vực Nam Sài Gòn......................................... 24 1.5. Thực trạng lún tại khu vực nghiên cứu ........................................................ 25 1.6. Tổng quan về GIS và các ứng dụng ............................................................ 27 HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 6 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” 1.6.1. Khái niệm GIS...................................................................................... 27 1.6.2. Mô hình ứng dụng GIS ......................................................................... 27 1.6.3. Các thành phần cơ bản của GIS ........................................................... 28 CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................ 31 2.1. Phương pháp thu thập, tổng hợp và xử lý số liệu ........................................ 31 2.1.1. Thu thập và xử lý dữ liệu khoan khảo sát địa chất ................................ 31 2.1.2. Thu thập dữ liệu bản đồ số, các bản đồ nền trong khu vực nghiên cứu . 34 2.2. Phương pháp tính lún lý thuyết ................................................................... 34 2.2.1. Tổng quan về cơ sở tính toán lún lý thuyết ........................................... 34 2.2.2. Lý thuyết cố kết thấm K.Terzaghi và phương trình vi phân cố kết thấm 37 2.2.3. Tính toán độ lún cuối cùng theo phương pháp tổng lớp phân tố ........... 39 2.2.4. Tính toán lún lý thuyết tại khu vực nghiên cứu ..................................... 43 2.3. Phương pháp biên tập bản đồ ...................................................................... 45 2.3.1. Sơ đồ khối phương pháp biên tập bản đồ ............................................. 45 2.3.2. Xây dựng mặt cắt địa chất đặc trưng.................................................... 46 2.4. Phương pháp khoan khảo sát và đo lún bề mặt ............................................ 47 2.4.1. Khoan khảo sát địa chất ....................................................................... 47 2.4.2. Khảo sát lún bề mặt ............................................................................. 50 2.5. Phương pháp quan trắc lún sâu bằng nhện từ .............................................. 56 2.5.1. Thiết bị quan trắc lún sâu .................................................................... 57 2.5.2. Lắp đặt thiết bị quan trắc ..................................................................... 58 2.5.3. Thời gian quan trắc và ghi nhận kết quả .............................................. 60 CHƯƠNG 3. ĐÁNH GIÁ LÚN ........................................................................... 64 3.1. Kết quả xây dựng tập dữ liệu trên mapinfo ................................................. 64 3.2. Kết quả tính lún lý thuyết ............................................................................ 68 3.2.1. Kết quả tính toán lún cục bộ................................................................. 68 3.2.2. Kết quả tính toán lún theo thời gian .................................................... 73 3.2.3. Phân tích lún trên cơ sở tính toán ........................................................ 77 3.3. Kết quả quan trắc lún sâu ............................................................................ 83 3.4. Kết quả khảo sát lún bề mặt ........................................................................ 87 3.5. Đánh giá kết quả từ các phương pháp ......................................................... 89 3.6. Dự báo khả năng lún trong khu vực nghiên cứu .......................................... 91 HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 7 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 93 4.1. KẾT LUẬN ................................................................................................ 93 4.2 KIẾN NGHỊ ................................................................................................ 93 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ ................................ 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 96 PHỤ LỤC 01: CÁC MẶT CẮT ĐỊA CHẤT ĐẶC TRƯNG ............................. 98 PHỤ LỤC 02: BẢNG TÍNH TOÁN LÚN .......................................................... 99 PHỤ LỤC 03: HÌNH ẢNH ................................................................................ 100 PHỤ LỤC 04: BẢN ĐỒ..................................................................................... 101 HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 8 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT TP.HCM : Thành phố Hồ Chí Minh BCKSĐC : Báo cáo khảo sát địa chất ĐCTV : Địa chất thủy văn ĐCCT : Địa chất công trình TN-MT : Tài nguyên – Môi trường GIS : Geology Infomation System InSAR : Interferometric Synthetic Aperture Radar MS : Microsoft XLNT : Xử lý nước thải PVC : Tên hợp chất Polyvinylclorua SPT : Standard Penetration Test MNN : Mực nước ngầm DBMS : Database Management System UBND : Ủy ban nhân dân TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam ASEAN : Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 9 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” DANH MỤC BẢNG, BIỂU Bảng 1.1. Mực nước trung bình cao nhất trong 3 tháng 10,11,12 tại trạm Phú An và Nhà Bè từ năm 1990 đến năm 2014 ....................................................................... 18 Bảng 1.2. Biến động dân số Quận 7, Bình Chánh, và Nhà Bè từ năm 1999 – 2015....22 Bảng 2.1. Các loại dữ liệu và mô tả ....................................................................... 31 Bảng 2.2. Dữ liệu hố khoan HK04 ......................................................................... 33 Bảng 2.3. Bảng tổng hợp số liệu 100 hố khoan trong khu vực nghiên cứu ............. 33 Bảng 2.4. Các vị trí tính lún được chọn trong bảng sau: ........................................ 43 Bảng 2.5. Bảng phân loại trạng thái của đất theo độ sệt ........................................ 49 Bảng 2.6. Bảng vị trí khoan khảo sát ..................................................................... 49 Bảng 2.7. Vị trí khảo sát lún bề mặt tại 20 điểm .................................................... 53 Bảng 2.8. Bảng thể hiện thời gian quan trắc lún sâu ............................................. 61 Bảng 2.9. Bảng ghi nhất kết quả quan trắc lún sâu ................................................ 62 Bảng 3.1. Bảng kết quả thí nghiệm nén lún tại PHA, chiều sâu H: 0 - 2m.............. 69 Bảng 3.2. Bảng kết quả tính lún tại hố khoan Phú Hoàng Anh_ PHA_ Bề dày đất đắp 1.8m ...................................................................................................................... 71 Bảng 3.3. Bảng kết quả tính lún tại các vị trí hố khoan .......................................... 72 Bảng 3.4. Bảng kết quả lún theo thời gian tại vị trí QT1 ........................................ 73 Bảng 3.5. Bảng kết quả lún theo thời gian tại vị trí BCA ....................................... 74 Bảng 3.6. Bảng kết quả lún theo thời gian tại vị trí KDC ....................................... 75 Bảng 3.7. Bảng tổng hợp độ lún theo thời gian tại 03 vị trí tính lún ....................... 76 Bảng 3.8. Bảng kết quả tính lún tại vị trí hố khoan với lớp san lấp 2.0m ............... 78 Bảng 3.9. Bảng kết quả tính lún theo thời gian tại 03 vị trí với bề dày đất đắp 2.0m ...................................................................................................................... 79 Bảng 3.10. Bảng kết quả tính lún tại các vị trí hố khoan với lớp san lấp 2.5m ....... 80 HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 10 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” Bảng 3.11. Tính lún theo thời gian tại 03 vị trí ứng với chiều sâu lớp đất đắp 2.5m ...................................................................................................................... 81 Bảng 3.12. Bảng kết quả phân tích độ lún theo các năm ở bề dày lớp đất 2.0m ..... 82 Bảng 3.13. Bảng kết quả phân tích độ lún theo các năm ở bề dày lớp đất 2.5m ..... 82 Bảng 3.14. Bảng kết quả quan trắc lún sâu bằng phương pháp lún sâu tại dự án Đại học Văn Hiến_QT1 ................................................................................................ 84 Bảng 3.15. Bảng kết quả quan trắc lún sâu bằng phương pháp lún sâu tại nhà máy XLNT Bình Hưng _QT2 ......................................................................................... 85 Bảng 3.16. Bảng kết quả quan trắc lún sâu trong 03 tháng tại điểm QT1 .............. 86 Bảng 3.17. Bảng kết quả quan trắc lún sâu trong 02 tháng tại điểm QT2 .............. 86 Bảng 3.18. Bảng kết quả khảo sát lún bề mặt tại 20 điểm ...................................... 87 Bảng 3.19. Bảng độ lún trung bình theo loại công trình ........................................ 88 Bảng 3.20. Bảng so sánh các kết quả lún lý thuyết và lún sâu ................................ 89 Bảng 3.21. Bảng so sánh các kết quả lún lý thuyết và lún bề mặt ........................... 89 DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biều đồ 3.1. Biểu đồ quan hệ e – P tại hố khoan PHA, chiều sâu H: 0-2m ............. 69 Biểu đồ 3.2. Biểu đồ lún theo thời gian tại điểm QT1 ............................................ 74 Biểu đồ 3.3. Biểu đồ lún theo thời gian tại điểm BCA ............................................ 75 Biểu đồ 3.4. Biểu đồ lún theo thời gian tại điểm KDC ........................................... 76 Biểu đồ 3.5. Biểu đồ lún theo thời gian tại 03 điểm tính lún................................... 77 Biều đồ 3.6. Biểu đồ lún theo thời gian tại 03 vị trí với lớp đất đắp 2.0m .............. 79 Biều đồ 3.7. Biểu đồ lún theo thời gian tại 03 vị trí với lớp đất đắp 2.5m .............. 81 Biều đồ 3.8. Biểu đồ so sánh lún kết quả lún lý thuyết và đo lún mặt đất ............... 90 HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 11 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Bản đồ khu vực nghiên cứu Nam Sài Gòn (chi tiết tại phụ lục 01) .......... 15 Hình 1.2. Mực nước trung bình cao nhất trong ba tháng 10,11,12 tại trạm Phú An và Nhà Bè .................................................................................................................. 19 Hình 1.3. Một số hình ảnh lún trong khu vực nghiên cứu ....................................... 27 Hình 2.1. Hình trụ hố khoan HK04….......................................................................32 Hình 2.2. Sơ đồ tính lún và biểu đồ thí nghiệm nén lún tổng lớp phân tố ............... 41 Hình 2.3. Quy trình biên tập bản đồ ...................................................................... 45 Hình 2.4. Sơ đồ vị trí các tuyến mặt cắt ................................................................. 46 Hình 2.5. Khoan khảo sát tại dự án xây dựng đại học Văn Hiến, Bình Chánh ....... 49 Hình 2.6. Sơ đồ thể hiện vị trí điểm khảo sát lún .................................................... 51 Hình 2.7. Hình ảnh khảo sát hiện trạng lún ........................................................... 55 Hình 2.8. Phiếu khảo sát lún hiện trạng................................................................. 56 Hình 2.9. Thiết bị quan trắc lún sâu và các thiết bị phụ trợ ................................... 57 Hình 2.10. Một số hình ảnh quá trình lắp đặt thiết bị đo lún sâu (chi tiết thể hiện trong phụ lục 03_Phụ lục hình ảnh)....................................................................... 59 Hình 2.11. Vị trí quan trắc lún sâu QT1 ................................................................ 60 Hình 3.1. Sơ đồ thể hiện vị trí hố khoan thu thập…................................................ .64 Hình 3.2. Một phần tập dữ liệu hố khoan sau khi tổng hợp .................................... 65 Hình 3.3. Sơ đồ thể hiện vị trí hố khoan trong khu vực nghiên cứu ........................ 66 Hình 3.4 Hình ảnh vị trí các điểm tính toán lún ..................................................... 68 HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 12 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” MỞ ĐẦU Nam Sài Gòn là khu vực đang được tập trung phát triển của Thành phố Hồ Chí Minh, với các khu dân cư lớn và nhiều tuyến giao thông đường bộ, đường thủy quan trọng của phía Nam. Tuy nhiên, Nam Sài Gòn có đặc điểm địa chất không thuận lợi cho việc xây dựng công trình có tải trọng lớn. Với cao độ địa hình thấp, tầng đất yếu tuổi Holocene phân bố hầu hết trong khu vực với chiều dày khá lớn. Đây là lý do những kết quả nghiên cứu gần đây nhận định rằng nền đất ở một số nơi đang bị lún, biểu hiện của lún mặt đất phức tạp và diễn biến khó lường. Hiện tượng lún mặt đất xảy ra do các nguyên nhân về cấu trúc địa chất, tải trọng công trình và thời gian cố kết lún. Vì vậy, học viên chọn đề tài: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún trong khu vực Nam Sài Gòn” để đánh giá, dự đoán về khả năng gây lún phục vụ cho công tác quy hoạch và phát triển hạ tầng khu vực. Đề tài nghiên cứu sử dụng phương pháp quan trắc lún và biên hội bản đồ để xây dựng mặt cắt địa chất đặc trưng trong khu vực và trên cơ sở đó tính toán lún lý thuyết để đưa ra các nhận định, so sánh và dự báo về độ lún tại khu vực nghiên cứu. 1. Mục tiêu của luận văn Mục tiêu của luận văn là tính toán kết hợp quan trắc lún để phục vụ cho công tác đánh giá hiện trạng và dự báo khả năng xảy ra lún trong khu vực nghiên cứu Nam Sài Gòn. 2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là hiện tượng lún ở khu vực Nam Sài Gòn. Phạm vi nghiên cứu gồm một phần các huyện Bình Chánh, Nhà Bè, và Quận 7. 3. Nội dung nghiên cứu Thu thập, thống kê và xử lý số liệu các báo cáo khảo sát địa chất công trình. Biên hội bản đồ, khảo sát thực địa lún trong khu vực nghiên cứu. Tính toán lún lý thuyết và khảo sát thực tế lún tại khu vực nghiên cứu. Lắp đặt thiết bị, ghi nhận kết quả quan trắc lún trong khu vực nghiên cứu. Đưa ra dự báo khả năng xảy ra lún trong khu vực nghiên cứu. HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 13 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” 4. Cơ sở tài liệu Luận văn được xây dựng trên cơ sở: Các báo cáo khảo sát Địa kỹ thuật của các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp và giao thông, thủy lợi và các báo cáo địa chất công trình trong khu vực nghiên cứu có liên quan. Ứng dụng GIS để xử lý và trình bày dữ liệu. Dữ liệu đo đạc khảo sát lún từ quá trình thực địa. Dữ liệu đo đạc, quan trắc lún từ các điểm quan trắc lún trong khu vực nghiên cứu. 5. Phương pháp nghiên cứu Luận văn sử dụng tổ hợp các phương pháp nghiên cứu: Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu. Phương pháp biên tập bản đồ. Phương pháp tính lún lý thuyết. Phương pháp khảo sát hiện trường. Phương pháp quan trắc lún sâu bằng thiết bị nhện từ. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn Ý nghĩa khoa học: Có thể ứng dụng phương pháp và kết quả nghiên cứu để mở rộng cho các đánh giá tương tự đối với các khu vực đất trũng thấp, có cấu trúc địa chất yếu tầng Holocene ở nhiều khu vực khác của TP.HCM và Vùng Đồng bằng Nam Bộ. Ý nghĩa thực tiễn: Luận văn cho kết quả tính toán lún lý thuyết và kết quả khảo sát, quan trắc lún tại khu vực nghiên cứu, từ đó giúp các nhà thiết kế, thi công công trình đánh giá, dự đoán về khả năng gây lún để phục vụ cho công tác quy hoạch và phát triển cơ sở hạ tầng đô thị được phù hợp và xử lý nền móng được chính xác, hiệu quả hơn. HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 14 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” CHƯƠNG I. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 1.1.1. Đặc điểm địa lý Thành phố Hồ Chí Minh là trung tâm kinh tế lớn nhất khu vực phía Nam, với 5 khu đô thị lớn. Trong đó, Khu vực nghiên cứu là một phần khu đô thị Nam Sài Gòn bao gồm: Quận 7 và một phần huyện Bình Chánh, huyện Nhà Bè. Ranh giới tự nhiên từ Kênh Tẻ - Kênh Đôi kéo dài về phía Nam tới sông Soài Rạp (Hình 1.1). Khu vực này bao gồm: quận 7, một phần huyện Bình Chánh (xã Bình Hưng, xã Phong Phú), một phần huyện Nhà Bè (xã Phước Lộc, xã Phước Kiển, thị trấn Nhà Bè). Hình 1.1: Bản đồ khu vực nghiên cứu Nam Sài Gòn (chi tiết tại phụ lục 04) HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 15 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” Khu vực nghiên cứu với diện tích khoảng 84.000 km2 với phía Bắc giáp quận 4, quận 2 và một phần quận 8, ranh giới tự nhiên là kênh Tẻ, kênh Đôi và sông Sài Gòn. Phía Nam giáp một phần huyện Cần Giờ, huyện Nhà Bè, ranh giới tự nhiên là sông Soài Rạp và sông Kinh. Phía Đông giáp một phần quận 2 và tỉnh Đồng Nai, ranh giới tự nhiên là sông Sài Gòn và sông Nhà Bè. Phía Tây giáp một phần quận 8 và huyện Bình Chánh, ranh giới tự nhiên là sông Cần Giuộc. Khu vực nghiên cứu được chọn là nơi đang có sự đô thị hóa, san lấp, nâng nền và xây dựng công trình đô thị. Do đó, khu vực nghiên cứu được giới hạn lại theo tọa độ bốn điểm góc như sau: A (597,969.90 1,187,059.58) m; C (609,955.00 1,180,513.99) m. B (609,955.00 1,187,059.58) m; D (597,969.90 1,180,513.99) m. 1.1.2. Địa hình Đặc điểm địa hình của khu vực Nam Sài Gòn bị sông Cần Giuộc, kênh Đôi, rạch Hiệp Ân, rạch Ông Lớn, Ông Nhỏ, Đĩa, Bàng, Phước Long,...chia nhỏ khu vực thành những khu vực riêng biệt được kết nối qua hệ thống cầu [19]. Trong đó: Địa hình quận 7 tương đối bằng phẳng, độ cao địa hình thay đổi không lớn, trung bình 0.6m đến 1.5m. Thổ nhưỡng của Quận 7 thuộc loại đất phèn mặn [1].. Một số nơi ghi nhận địa hình thấp dưới mức thủy triều từ 0. 3 – 0.7 m và một số nơi cao đến 3.0m. Địa hình khu vực huyện Nhà Bè nằm trong khu vực hạ lưu sông Sài Gòn, địa hình tương đối bằng phẳng. Độ cao địa hình thay đổi không lớn từ 0,6m – 1,5m. Nhìn chung địa hình thấp dần từ Tây Bắc sang Đông Nam, địa hình bị chia cắt bởi hệ thống kênh rạch chằng chịt nên có nhiều vùng trũng và sình lầy. Một số nơi ghi nhận địa hình thấp dưới mức thủy triều. Riêng địa hình huyện Bình Chánh có dạng nghiêng và thấp dần theo hai hướng Tây Bắc - Đông Nam và Đông Bắc - Tây Nam, với độ cao giảm dần từ 3.0m đến 0,3m so với mực nước biển. Dạng đất gò cao có cao trình từ 2–3m, có nơi cao đất 4m, thoát nước tốt, có thể bố trí dân cư, các ngành công, thương mại, dịch vụ và các cơ sở công nghiệp,...[20] HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 16 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” 1.1.3. Khí hậu Khu vực thành phố Hồ Chí Mình nói chung và khu vực Nam Sài Gòn nói riêng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa mang tính chất cận xích đạo với 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 (khí hậu nóng ẩm và gây mưa nhiều), mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau (khí hậu khô, nhiệt độ cao và mưa ít) [19]. Về lượng mưa, dao động trong khoảng từ 1.329 – 2.178 mm (trung bình năm đạt 1.940 mm/năm), phân bố không đều giữa các tháng trong năm, tập trung chủ yếu từ tháng 6 đến tháng 10 và chiếm 90% lượng mưa cả năm. Ngược lại vào mùa khô, lượng mưa thấp chỉ chiếm khoảng 10% lượng mưa cả năm trong đó tháng 2 có số ngày mưa ít nhất [19]. Về độ ẩm không khí, trung bình năm khoảng 75 – 80%; nhìn chung độ ẩm không ổn định và có sự biến thiên theo mùa, vào mùa mưa trung bình lên đến 86%, tuy nhiên vào mùa khô trung bình chỉ đạt 71% [19]. Về nhiệt độ, trung bình cả năm khoảng 27 – 280C; cao nhất vào tháng 4 và thấp nhất vào tháng 12 và tháng 1 (năm sau), chênh lệch nhiệt độ giữa tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất khoảng 40C. Tuy nhiên, sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm lại khá cao từ 5 – 100C [5]. Về lượng bức xạ, trung bình 140 Kcal/cm2/năm và có sự thay đổi theo mùa. Mùa khô có bức xạ cao, cao nhất vào tháng 4 và tháng 5 (400 – 500 cal/cm2/ngày). Mùa mưa có bức xạ thấp hơn, cường độ bức xạ cao nhất đạt 300 – 400 cal/cm2/ngày [19]. Về giờ nắng, tháng có số giờ nắng cao nhất là 8,6 giờ/ngày (tháng 2), tháng có số giờ nắng ít nhất là 5,4 giờ/ngày. Số giờ nắng cả năm khoảng 1.890 giờ [19]. Về gió, hướng gió thịnh hành ở khu vực là Đông Nam và Tây Nam. Gió Đông Nam và Nam thịnh hành vào mùa khô, gió Tây Nam thịnh hành vào mùa mưa; riêng gió Bắc thịnh hành vào giao thời giữa hai mùa. Hướng gió hoạt động trong năm có ý nghĩa quan trọng trong việc bố trí các khu công nghiệp, dân cư, nhất là các ngành công nghiệp có khả năng gây ô nhiễm không khí [19]. 1.1.4. Thủy văn Khu vực nghiên cứu Nam Sài Gòn có hệ hệ thống sông ngòi, kênh rạch dày đặc và điển hình như sau: HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 17 Luận văn thạc sĩ: “Đánh giá hiện trạng và dự báo độ lún khu vực Nam Sài Gòn” a. Các mạng lưới sông, kênh, rạch chính Hệ thống sông, kênh, rạch của Nam Sài Gòn khá dày, bao gồm nhiều sông, kênh rạch lớn nhỏ. Trong đó, sông Cầ n Giuô ̣c là sông nhánh của sông Soài Ra ̣p, hơp̣ lưu ta ̣i ngã 3 sông Soài Ra ̣p và sông Vàm Cỏ, sông dài khoảng 38km. Sông Sài Gòn giáp phía Nam. Kênh Tẻ, Kênh Đôi được tách ra từ sông Sài Gòn ta ̣i cửa Tân Thuâ ̣n, Quâ ̣n 4, dài khoảng 32 km, bề rô ̣ng nhấ t đa ̣t 130m, khu vực he ̣p nhấ t rô ̣ng 75m. [14]. Các hệ thống rạch gồm có rạch Ông Lớn, rạch Đĩa, rạch Bàng, rạch Long Kiểng, rạch Hiệp Ân, rạch Bà Lớn, rạch Tôm...Khi hê ̣ thố ng kênh ra ̣ch này kế t hơp̣ với các ra ̣ch nhỏ, ma ̣ng lưới thoát nước do ̣c tuyế n đường giao thông ta ̣o ra hê ̣ thố ng thoát nước chính cho toàn khu vực, ta ̣o khả năng tiêu nước về mùa mưa cũng như khi triề u cường. Đồng thời, nó cũng tạo nên những lợi thế riêng của khu vực trong giao thông đường thủy, điều tiết không khí, tiêu thoát nước mưa, nước thải trong khu dân cư, các cơ sở sản xuất... [14]. b. Chế độ thuỷ văn của các sông, kênh, rạch Vùng Nam Sài gòn có địa đình thấp nên chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của chế độ bán nhật triều không đều, có biên độ lớn lên xuống ngày 2 lần với 2 đỉnh triều xấp xỉ nhau và 2 chân triều lệch nhau khá lớn. Hàng tháng, triều xuất hiện 2 lần nước cao (triều cường) và 2 lần nước thấp (triều kiệt) trong 24h50’. Bảng 1.1 và hình 1.2 dưới đây thể hiện mức độ biến động thủy triều giai đoạn 1990 – 2014. Bảng 1.1: Mực nước trung bình cao nhất trong 3 tháng 10,11,12 tại trạm Phú An và Nhà Bè từ năm 1990 đến năm 2014 Mực nước trung bình cao nhất trong 3 tháng (10, 11, 12) (cm) Năm Trạm Phú An Trạm Nhà Bè Năm Trạm Phú An Trạm Nhà Bè 1990 119,7 122,0 2003 140,3 146,3 1991 122,3 126,7 2004 137,3 135,0 1992 118,7 123,3 2005 138,3 135,3 1993 119,3 122,7 2006 144,3 142,3 1994 120,7 124,7 2007 140,7 143,7 HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200 18