(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lún khu vực Nam Sài Gòn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

1

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 :

I. TÊN ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU 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

Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu lún khu vực Nam Sài Gòn”

HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200

2

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

Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu lún khu vực Nam Sài Gòn”

HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200

3

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.

Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu lún khu vực Nam Sài Gòn”

HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200

4

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.

Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu lún khu vực Nam Sài Gòn”

HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200

5

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 ngốc. 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

Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu lún khu vực Nam Sài Gòn”

HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200

6

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

Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu lún khu vực Nam Sài Gòn”

HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200

7

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

Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu lún khu vực Nam Sài Gòn”

HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200

8

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

Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu lún khu vực Nam Sài Gòn”

HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200

9

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

Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu lún khu vực Nam Sài Gòn”

HVCH: Võ Minh Quân _ MSHV: 1570200

10

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