87 TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 50, 2009 C Ơ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN ĐẤT XÂY DỰNG KHU VỰC THÀNH PH Ố HUẾ THEO QUAN ĐIỂM PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG Nguyễn Thị Thanh Nhàn Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế TÓM TẮT Đánh giá tài nguyên đất xây dựng phải dựa trên quan điểm địa chất công trình và địa chất môi trường. Theo quan điểm phát triển bền vững (PTBV) tài nguyên đất xây dựng khu vực thành phố Huế, để sử dụng hợp lý, tái tạo tài nguyên thiên nhiên kết hợp bảo vệ môi trường nói chung và môi trường địa chất (MTĐC) nói riêng, thì các hoạt động tự nhiên - kỹ thuật ảnh hưởng đến cấu trúc nền công trình phải phù hợp với quy luật tự nhiên. Bài báo này đưa ra cơ sở lý thuyết đánh giá tài nguyên đất xây dựng khu vực thành phố Huế theo quan điểm phát triển bền vững tính đến lợi ích lâu dài, nhằm ngăn ngừa những hiểm họa về môi trường, đảm bảo trạng thái bền vững về kinh tế - xã hội cho khu vực nghiên cứu. I. Cơ sở lý thuyết đánh giá tài nguyên đất xây dựng khu vực thành phố Huế Tài nguyên đất xây dựng là bộ phận tài nguyên quý giá. Đối với các đô thị, tài nguyên này đặc biệt quan trọng và có ý nghĩa to lớn. Thuật ngữ: "Tài nguyên đất xây d ựng" do tác giả Phạm Văn Tỵ có quan niệm: "Đất là tài nguyên quý giá trong đó quĩ đất dành cho xây dựng là bộ phận tài nguyên quan trọng, được gọi là tài nguyên đất xây d ựng” Tài nguyên đất xây dựng là quỹ đất dành cho công tác xây dựng (xây dựng các công trình và v ật liệu xây dựng), là phần môi trường địa chất (MTĐC) được sử dụng để xây d ựng công trình, nó được đặc trưng bởi các đặc điểm cấu trúc, tính chất và sự vận động của môi trường địa chất xét trên phương diện làm nền cho các công trình xây dựng ho ặc môi trường bao quanh công trình, tức là đặc trưng bằng các yếu tố quyết định sự đánh giá lãnh thổ theo mục đích phân bố hợp lý các công trình [1,2] Tài nguyên đất xây dựng thuộc dạng tài nguyên không tái tạo, dùng làm nền để xây d ựng các công trình. Hiện nay, loài người đang đứng trước nguy cơ cạn kiệt các ngu ồn tài nguyên và ô nhiễm môi trường. Đánh giá tài nguyên đất xây dựng phải dựa trên quan điểm địa chất công trình ( ĐCCT) và địa chất môi trường (ĐCMT). Phải gắn đánh giá tài nguyên này với đánh giá môi tr ường địa chất ở nơi xây dựng công trình, với phân chia và đánh giá các kiểu c ấu trúc nền đất, phải sát với thực tiễn quy hoạch xây dựng và khai thác kinh tế lãnh thổ, ph ải đạt được mục tiêu khai thác hợp lý và tiết kiệm tài nguyên [1]. 88 Các nghiên cứu phần trên đã khẳng định tài nguyên đất xây dựng là quí giá và đang đứng trước nguy cơ chung đã chỉ ra ở trên. Tài nguyên đất xây dựng xét theo chức n ăng sử dụng dùng làm nền xây dựng công trình, xét theo khả năng tái tạo thuộc dạng tài nguyên không tái t ạo, muốn tái tạo phải phá bỏ công trình cũ. Mặt khác, một khi có phá b ỏ công trình cũ thì bản thân nó cũng đã bị thay đổi so với ban đầu. Tính năng xây d ựng của tài nguyên đất xây dựng nói chung, của nền đất nói riêng phụ thuộc vào những đặc điểm của nền đất như: cấu trúc địa chất, sự sắp xếp không gian, chiều dày, thành ph ần, trạng thái và tính chất các lớp đất cấu tạo nền đất. Những đặc điểm này quyết định s ức chịu tải của nền, tính nhạy cảm của nền đất (hay môi trường địa chất nói chung) đối v ới các tác động từ bên ngoài, quyết định tính chất và mức độ các vấn đề địa chất công trình x ảy ra khi xây dựng nhà và công trình trên nền đất đó. Như vậy, khả năng sử dụng tài nguyên đất xây dựng phụ thuộc vào đặc điểm cấu trúc nền đất. Để đánh giá tài nguyên đất xây dựng của một vùng hay một lãnh thổ nào đó cần thiết phải điển hình hóa lãnh th ổ hay khu vực đó theo đặc điểm cấu trúc nền. C ấu trúc nền là quan hệ sắp xếp không gian của các thể địa chất (lớp đất) cấu tạo n ền đất, số lượng, đặc điểm, hình dạng, kích thước, thành phần, trạng thái và tính chất c ủa các yếu tố cấu thành này. Cấu trúc nền hiện nay đang được nhiều người quan tâm và định nghĩa khác nhau. Phần lớn các tác giả dùng khái niệm "cấu trúc nền" trong các nghiên c ứu của mình, một số tác giả lại dùng các khái niệm tương tự như cấu trúc địa c ơ" và"sơ đồ nền". Tác giả Nguyễn Thanh quan niệm: "Cấu trúc nền công trình là tầng đất được sử dụng làm nền công trình xây dựng, được đặc trưng bằng những qui luật phân b ố theo chiều sâu các thành tạo đất đá có liên kết kiến trúc, nguồn gốc, tuổi, thành ph ần, cấu trúc bề dày, trạng thái và tính chất địa chất công trình không giống nhau. Nguy ễn Huy Phương coi “Cấu trúc nền là mối quan hệ không gian của các lớp đất, đá đặc điểm thành phần, kiến trúc cấu tạo của chúng, cũng như đặc tính địa chất công trình c ủa các lớp đất, đá nằm trong vùng nén ép của công trình". Tác giả Lê Trọng Thắng quan ni ệm: "Cấu trúc nền là phần tương tác giữa công trình và môi trường địa chất, được xác định bởi qui luật phân bố trong không gian, khả năng biến đổi theo thời gian c ủa các thành tạo đất đá có tính chất địa chất công trình xác định diễn ra trong vùng ảnh h ưởng của công trình". Tác giả Phạm Văn Tỵ quan niệm: "Cấu trúc nền được hiểu là quan h ệ sắp xếp không gian của các thể địa chất (lớp đất) cấu tạo nền đất, số lượng, đặc điểm, hình dạng, kích thước, thành phần, trạng thái và tính chất của các yếu tố cấu thành này". V ới mỗi kiểu cấu trúc nền khác nhau có thể sử dụng nhóm các phương pháp khảo sát thích h ợp, nhóm phương pháp đánh giá dự báo biến đổi môi trường địa chất nhằm khai thác và b ảo vệ môi trường địa chất. Tuỳ thuộc mỗi kiểu cấu trúc nền đã điển hình trên lãnh th ổ, hay khu vực giúp người làm công tác khảo sát chọn phương pháp, thiết bị thích h ợp, mức độ, qui mô, khối lượng cần tiến hành và giúp các nhà thiết kế, qui hoạch ch ọn kiểu, kết cấu công trình, phương pháp thiết kế móng, xử lý nền, áp dụng các bài toán, mô hình tính toán phù h ợp, đồng thời dự báo biến đổi môi trường địa chất trong quá trình xây d ựng và sử dụng công trình. 89 Theo tác giả, quan điểm chung khi đánh giá tài nguyên đất xây dựng phải dựa trên quan điểm địa chất công trình và địa chất môi trường. Tuy nhiên, cho đến nay, quỹ đất xây dựng khu vực thành phố Huế chưa đến mức độ cạn kiệt, không đủ để xây dựng, nh ưng vấn đề đáng quan tâm hiện nay là tốc độ xây dựng các công trình đang phát triển r ất nhanh chóng. Các công trình ngầm, công trình cao tầng đã và đang được xây dựng trên các h ố móng sâu nên ảnh hưởng của các yếu tố địa kỹ thuật - môi trường phải được đánh giá đúng. Cụ thể là đánh giá môi trường công trình và ảnh hưởng của các hoạt động kinh tế - công trình đến tài nguyên đất xây dựng. Quan điểm này được quán triệt trên các m ặt sau: Khi đánh giá tài nguyên đất xây dựng không chỉ xem đó là nền đất ch ịu tác dụng của riêng tải trọng công trình, mà còn chịu tác động của các hoạt động kinh t ế - công trình khác, không chỉ xem xét nền đất có đáp ứng được yêu cầu của công trình xây d ựng, mà còn xét tới sự biến đổi của môi trường địa chất và sự phản hồi của nh ững biến đổi này tới công trình, và tới cuộc sống của con người nói chung. Đánh giá tài nguyên đất xây dựng thông qua đánh giá cấu trúc nền, phải dựa trên c ơ sở dự báo các quá trình địa chất công trình khi thực hiện các hoạt động kinh tế - công trình khác nhau. Đánh giá tài nguyên đất xây dựng phải sát với thực tiễn qui hoạch xây d ựng và khai thác kinh tế lãnh thổ nhằm khai thác hợp lý và tiết kiệm tài nguyên này. Khai thác h ợp lý tài nguyên đất xây dựng là khai thác phù hợp với tính năng xây d ựng của nó, bao hàm ý nghĩa bảo vệ các nguồn tài nguyên trong đó và phải cân đối và xem xét tác động trở lại của nguồn tài nguyên này đối với khai thác các nguồn tài nguyên khác. Khai thác ti ết kiệm không có nghĩa là xây dựng chen chúc, không bảo đảm các tiêu chuNn qui hoạch thành phố, mà là xây dựng công trình tương thích với nền đất để việc xử lý nền móng đơn giản và ít tốn kém, hay xây dựng công trình tốn ít đất, nh ưng chi phí cho xử lý nền móng và phần kiến trúc bên trên hợp lý - không vượt quá ho ặc nhỏ hơn tỷ lệ qui định thông thường đó là tiết kiệm. Khai thác hợp lý gắn liền với ti ết kiệm là một trong những tiêu chí quan trọng trong quan điểm khoa học đánh giá tài nguyên đất xây dựng. II. Quan điểm phát triển bền vững tài nguyên đất xây dựng Khái ni ệm phát triển bền vững (Sustainable Development) được phổ biến rộng rãi trên th ế giới từ sau báo cáo Brundtland (1987) và trở thành chìa khóa giúp các quốc gia xây d ựng quan điểm, định hướng các giải pháp tháo gỡ bế tắc trong các vấn đề phát triển. Theo báo cáo này: "Phát tri ển bền vững (PTBV)là sự phát triển thỏa mãn những nhu cầu c ủa hiện tại và không làm tổn hại tới khả năng đáp ứng nhu cầu của các thế hệ tương lai". Đó là quá trình phát triển kinh tế dựa vào nguồn tài nguyên được tái tạo nhưng tôn trọng nh ững quá trình sinh thái cơ bản, sự đa dạng sinh học và những hệ thống trợ giúp tự nhiên đối với con người, động vật và thực vật. Nói cách khác, PTBV phải đảm bảo sử dụng hợp lý và ổn định tài nguyên thiên nhiên, môi trường sống. Nó không chỉ là sự phát triển kinh t ế, văn hóa, xã hội vững chắc nhờ khoa học công nghệ tiên tiến mà còn đảm bảo cải thiện nh ững điều kiện tự nhiên mà con người đang sử dụng trong hoạt động sống. Do đó, phát 90 triển bền vững phải có sự phối hợp chặt chẽ về đường lối, chính sách kinh tế - xã hội (KT - XH) và môi tr ường sinh thái thông qua nhận thức đầy đủ về các hệ thống KT - XH, sinh thái và m ối quan hệ giữa chúng, nhằm đảm bảo mọi phúc lợi xã hội không bị suy giảm theo th ời gian [6]. Như vậy, để PTBV tài nguyên đất xây dựng khu vực thành phố Huế, đồng thời sử dụng hợp lý, tái tạo tài nguyên thiên nhiên kết hợp bảo vệ môi trường nói chung và môi tr ường địa chất (MTĐC) nói riêng, thì các hoạt động tự nhiên - kỹ thuật ảnh hưởng đến cấu trúc nền công trình phải phù hợp với quy luật tự nhiên. Muốn vậy, c ần phải hiểu rõ tính chất phức tạp của hệ thống tự nhiên - kỹ thuật ảnh hưởng đến cấu trúc n ền công trình và tính đến lợi ích lâu dài, nhằm ngăn ngừa những hiểm họa về môi tr ường, đảm bảo trạng thái bền vững về KT - XH cho khu vực nghiên cứu. III. Đánh giá sơ bộ tài nguyên đất xây dựng khu vực thành phố Huế Đánh giá tài nguyên đất xây dựng liên quan trực tiếp đến các yếu tố địa kỹ thuật - môi tr ường, phải dựa trên quan điểm địa chất công trình và địa chất môi trường, phải sát v ới thực tiễn quy hoạch và khai thác lãnh thổ. Vì vậy, khi đánh giá tài nguyên đất xây d ựng phải có sự kết hợp giữ các nhà địa chất công trình, các kỹ sư xây dựng và các nhà ki ến trúc để việc khảo sát, tạo các khoảng không gian đẹp, sử dụng quỹ đất hợp lý, xây d ựng các công trình phù hợp với môi trường cảnh quan là hết sức quan trọng. Trong điều kiện đó, phải dự báo cụ thể những quá trình và hiện tượng địa chất bất lợi, cũng nh ư những hậu quả công trình và sinh thái có thể xảy ra khi xây dựng các công trình có quy mô và ph ương án xử lý nền móng khác nhau khi thực hiện các hoạt động khai thác kinh t ế lãnh thổ khác nhau đảm bảo cho công trình xây dựng ổn định, đạt mục đích thiết k ế, làm việc bình thường và chi phí ít. Bên cạnh đó, khai thác hợp lý cũng bảo đảm cho vi ệc bảo vệ được môi trường địa chất và nguồn tài nguyên đất xây dựng. Nhìn chung, các y ếu tố địa kỹ thuật - môi trường ảnh hưởng đến tài nguyên đất xây d ựng chủ yếu: yếu tố địa tầng, tính chất cơ lý của đất đá, nước dưới đất, yếu tố công trình (các tác động cơ học), yếu tố môi trường (tác động hoá học, sinh học từ các nhà máy xí nghi ệp sản xuất, bãi thải, ) khá đa dạng và phức tạp. Dưới góc độ nghiên cứu tài nguyên đất xây dựng, có thể xếp chúng vào nhóm các yếu tố địa kỹ thuật - môi tr ường ảnh hưởng đến sự biến đổi tài nguyên đất xây dựng. Để đánh giá tài nguyên đất xây dựng khu vực thành phố Huế, cần điển hình hoá khu v ực nghiên cứu theo đặc điểm cấu trúc nền. Cấu trúc nền là phần tác động giữa công trình và môi tr ường địa chất, được đặc trưng bằng qui luật phân bố theo chiều sâu, kh ả năng biến đổi theo thời gian của các thành tạo đất đá có nguồn gốc, tuổi, thành phần, c ấu trúc, bề dày, trạng thái và tính chất địa chất công trình xác định. Quy luật phân bố theo chi ều sâu của các thành tạo đất đá phản ánh mối quan hệ địa tầng của chúng và lịch s ử của quá trình thành tạo tự nhiên của đất đá. Vùng ảnh hưởng của công trình được hi ểu là giới hạn mà tại đó các thành tạo đất đá có ảnh hưởng trực tiếp đến công trình xây d ựng [5]. 91 Bng1: Bng thuyt minh cỏc kiu cu trỳc nn cụng trỡnh khu vc thnh ph Hu v ph cn Kiểu nền Phụ kiểu Dạng nền Cột địa tầng đặc trng Bề dày (m) min - max Đặc điểm địa hình Đặc điểm cấu trúc địa chất Đặc điểm địa chất thuỷ văn Địa hình đồng bằng thấp và đồng bằng tích tụ, ít bị ngập nớc Có mặt các hệ tầng Phú Vang - Phú Bài - Quảng Điền, vài nơi xen kẹp hệ tầng Đà Nẵng. Đất yếu có nguồn gốc sông biển đầm lầy - sông biển hệ tầng Phú Bài - Quảng Điền. Thành phần gồm bùn sét - bùn sét pha hữu cơ, cát hạt mịn lẫn vỏ sò. Bề dày đất yếu 6.0 Có 2 tầng chứa nớc là tầng chứa nớc Holocen và Peistocen. Mức độ phong phú nớc trung bình. Mực nứơc xuất hiện < 20m. Nớc có tính ăn mòn CO và HCO 2 3 Trầm tích Phú Vang có trạng thái dẻo mềm độ bền, độ nén lún trung bình. Đất yếu thuộc hệ tầng Phú Bài có độ ẩm cao, trạng thái dẻo chảy - chảy, độ bền nhỏ, nén lún lớn. Trầm tích Đà nẵng khô chặt, khả năng chịu tải khá tốt. Trầm tích Quảng Điền có độ ẩm, độ bền, tính biến dạng thay đổi trong diện rộng. Đặc điểm tính chất cơ lý đất nền Địa hình đồng bằng tơng đối thấp và các bãi bồi tích tụ, không bị ngập nớc Trầm tích Phú Vang có trạng thái dẻo mềm độ bền, độ nén lún trung bình. Đất yếu thuộc hệ tầng Phú Bài có độ ẩm cao, trạng thái dẻo chảy - chảy, độ bền nhỏ, nén lún lớn. Trầm tích Đà nẵng khô chặt, khả năng chịu tải khá tốt. Trầm tích Quảng Điền có độ ẩm thấp, tơng đối ổn định. Gồm tầng chứa nứơc Holocen và Peistocen, tầng chứa nớc Pleistocen nằm sâu, mái cách nớc yếu. Mực nớc xuất hiện < 20m. Nớc có tính ăn mòn CO và HCO Có mặt các hệ tầng Phú Vang-Phú Bài - Quảng Điền, vài nơi xen kẹp hệ tầng Đà Nẵng. Đất yếu thuộc hệ tầng Phú Bài. Thành phần gồm bùn sét - bùn sét pha hữu cơ, cát hạt mịn lẫn vỏ sò. Bề dày đất yếu < 6.0m 2 3 Vắng mặt hệ tầng Phú Vang. Trầm tích hệ tầng Phú Bài phủ bất chỉnh hợp lên hệ tầng Quảng Điền. Không có mặt lớp đất yếu. Phân bố ở đồng bằng Hơng Long - Hơng An, không bị ngập nớc. Có 2 tầng chứa nớc là tầng chứa nớc Holocen và Peistocen. Mực nớc xuất hiện < 20m. Nứơc có tính ăn mòn CO . Trầm tích Phú Bài có nguồn gốc sông biển khả năng chịu tải từ trung bình đến khá. Trầm tích Quảng Điền gồm cát pha, sét pha lẫn dăm sạn có độ bền cao, biến dạng bé. 2 Càng xuống sâu, trầm tích hệ tầng Phú Bài có tính biến dạng càng lớn. Các đá hệ tầng CoBai làm nền khá tốt cho các công trình xây dựng. Chiều sâu mực nớc ngầm 2 - 5 m. Nớc có tính ăn mòn CO và HCO Hệ tầng Phú Bài nguồn gốc sông biển đầm lầy lộ trên mặt. Thành phần đất yếu gồm bùn sét pha lẫn mùn thực vật, cát pha lẫn vỏ sò và cát hạt trung xen kẹp các lớp mỏng cát pha. Bề dày đất yếu 6.0m. Địa hình tơng đối cao phân bố ở Thuỷ Biều, Long Thọ. 2 3 Địa hình gò đồi cao. Trầm tích hệ tầng Đà Nẵng, Quảng Điền có độ ẩm nhỏ, độ bền cao, tính biến dạng bé. Đá của hệ tầng Tân Lâm và Co Bai đáp ứng làm nền công trình cho mọi qui mô. Chiều sâu mực nớc ngầm 2,5 m, có nơi > 5.0m. Dới sâu 1 số nơi thuộc loại nớc có áp. Lộ trên mặt gồm hệ tầng Phú Bài hoặc hệ tầng Đà Nẵng. Trầm tích Quảng Điền thuờng lẫn dăm sạn. Bên duới lớp tàn tích tích là các lớp đá hệ tầng Co Bai hoặc Devon, không có đất yếu. Địa hình tơng đối cao, là nơi chuyển tiếp giữa địa hình đồi núi và đồng bằng. Không chứa nuớc. Một vài nơi có nuớc nhung rất nghèo, mực nuớc xuất hiện lớn hơn > 5m. Đất đá có khả năng xây dựng tốt. Cần lu ý các quá trình suờn dốc nh: muơng xói, sạt lở IAa IA I IAb IB II III IIAa IIB IV 2-3 amQ pv ambQ pb 1-2 IV amQ pb 1-2 IV III mQ đn amQ qđ II-III IV amQ pv 2-3 1-2 amQ pb IV amQ qđ II-III mQ đn III ambQ pb 1-2 IV IV amQ pb 1-2 amQ qđ II-III ambQ pb IV 1-2 a m Q p b 1 - 2 I V edQ D cb 2-3 1 D tl D c b 2 - 3 edQ a m Q p b 1 -2 IV IV a m Q p b 1 -2 III mQ đn edQ 1 D tl 3 O - S lđ 1 0.5-13.1 6.8 - 23.0 3.6 - 7.5 2.5 - 5.0 1.6 - 8.5 14.0 - 43.0 1.5 - 8.0 1.7 - 5.7 7.3 - 12.0 2.0 - 5.0 2 . 0 - 1 2 . 5 2.0 - 40.0 1.6 - 12.0 2.0 - 8.3 0 . 5 - 2 . 5 0 . 5 - 1 0 . 0 5.6 - 29.5 0.6 - 5.0 1.5 - 4.0 2.5 - 9.0 16 - 60 150-200 1 5 0 - 2 0 0 600-2700 IIA Trầm tích edQ phủ trên mặt, một vài nơi đá gốc lộ ra. 16.0 - 40.0 P b n D c b 1 nớc nớc Nớc nớc nớc nhng sờn n h : nơng lu ý Nẵng Nẵng dới thờng nớc . nớc 92 Như vậy, khi điển hình hóa được cấu trúc nền từ phạm vi phân bố, các kiểu, d ạng sẽ giúp các nhà quy hoạch bố trí hợp lý các công trình xây dựng. Đối với mỗi kiểu c ấu trúc nền thường phải sử dụng tổ hợp phương pháp khảo sát khác nhau, dự báo sự bi ến đổi môi trường địa chất, sơ đồ sử dụng hợp lý và bảo vệ lãnh thổ khác nhau. Điều này có ý ngh ĩa rất quan trọng, nó giúp người khảo sát và thiết kế ngay từ đầu xác định đúng đắn phương pháp và mức độ khảo sát, quy mô và kiểu kết cấu công trình, phương án thi ết kế móng và xử lý nền, chọn sơ đồ tính toán sức chịu tải và dự kiến biến dạng của n ền trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình (Bảng 1). - Y ếu tố địa tầng. Trong nghiên cứu về tài nguyên đất xây dựng, yếu tố địa tầng ph ản ánh các đặc điểm về thành phần đất đá cũng như sự sắp xếp không gian của chúng. S ự biến đổi bề dày và đặc tính bất đồng nhất về địa tầng của cấu trúc nền đất sẽ ảnh h ưởng nhiều đến quá trình làm việc giữa công trình và nền đất. Chúng làm phức tạp hóa kh ả năng truyền tải trọng công trình, kết quả là làm xuất hiện các biến dạng không đều trong c ấu trúc nền đất. Cấu trúc nền là phần tác động giữa công trình và môi trường địa ch ất, được đặc trưng bằng qui luật phân bố theo chiều sâu, khả năng biến đổi theo thời gian c ủa các thành tạo đất đá có nguồn gốc, tuổi, thành phần, cấu trúc, bề dày, trạng thái và tính ch ất địa chất công trình xác định. Quy luật phân bố theo chiều sâu của các thành t ạo đất đá phản ánh mối quan hệ địa tầng của chúng và lịch sử của quá trình thành tạo tự nhiên c ủa đất đá. Vùng ảnh hưởng của công trình được hiểu là giới hạn mà tại đó các thành t ạo đất đá có ảnh hưởng trực tiếp đến công trình xây dựng. Riêng cấu trúc nền mà có m ặt các lớp “đất yếu” thì chiều sâu nghiên cứu phải bao quát hết chiều dày của tầng đất yếu. Chiều sâu ranh giới này phải lớn hơn vùng ảnh hưởng của công trình. Nh ư vậy, khi điển hình hóa được cấu trúc nền từ phạm vi phân bố, các kiểu, d ạng sẽ giúp các nhà quy hoạch bố trí hợp lý các công trình xây dựng. Đối với mỗi kiểu c ấu trúc nền thường phải sử dụng tổ hợp phương pháp khảo sát khác nhau, dự báo sự bi ến đổi môi trường địa chất, sơ đồ sử dụng hợp lý và bảo vệ lãnh thổ khác nhau. Điều này có ý ngh ĩa rất quan trọng, nó giúp người khảo sát và thiết kế ngay từ đầu xác định đúng đắn phương pháp và mức độ khảo sát, quy mô và kiểu kết cấu công trình, phương án thi ết kế móng và xử lý nền, chọn sơ đồ tính toán sức chịu tải và dự kiến biến dạng c ủa nền trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình. Th ực tế cho thấy, nếu không khảo sát chi tiết các đặc điểm bất đồng nhất về địa t ầng, sẽ có thể dẫn đến các sai lầm trong giải pháp thiết kế, đặc biệt với các công trình thi công b ằng móng cọc. Hiểu biết đúng đắn về sự biến đổi bề dày và đặc tính bất đồng nh ất về địa tầng (đặc biệt có sự xuất hiện của thành tạo đất yếu) sẽ giúp các nhà thiết kế đưa ra các giải pháp móng công trình hợp lý. - Y ếu tố tính chất cơ lý của đất đá. Yếu tố này thể hiện chủ yếu ở độ bền, tính bi ến dạng và sự nhạy cảm của đất trước các tác động bên ngoài. Tính chất cơ lý được hình thành su ốt quá trình thành tạo và tồn tại của đất đá trong môi trường địa chất. Chúng ph ụ thuộc vào thành phần vật chất, nguồn gốc, tuổi địa chất và điều kiện tồn tại, 93 biến đổi về sau. Mỗi loại đất đá, ứng với đặc tính cơ lý riêng đều đáp ứng được khả n ăng xây dựng ở các mức độ khác nhau và có thể không cần đến giải pháp xử lý. Nhìn chung, các thành t ạo đất đá trong khu vực nghiên cứu có tính chất cơ lý đáp ứng được kh ả năng xây dựng ở các mức độ khác nhau mà không cần giải pháp xử lý. Bên cạnh đó, tham gia vào c ấu trúc nền đất vẫn tồn tại các thành tạo đất yếu có nguồn gốc sông - biển, sông - bi ển - đầm lầy tuổi Holocen, hệ tầng Phú Bài ambQ 2 1-2 pb và nguồn gốc sông - bi ển hệ tầng Quảng Điền amQ 1 qđ. Thành phần đất yếu gồm bùn sét - bùn sét pha lẫn vỏ sò tr ạng thái dẻo chảy - chảy, cát pha - cát hạt mịn màu đen lẫn vỏ sò, bùn sét pha màu xám tr ắng. Đất có độ Nm cao, độ bền nhỏ và tính biến dạng lớn. Bề dày đất yếu biến đổi m ạnh, từ 2 - 3 m đến 15 m, tăng dần từ trung tâm thành phố về phía các đồng bằng lân c ận. Dọc bờ sông Đông Ba, một vài nơi bề dày đất yếu đạt 20 – 25 m (khu vực Phú Hi ệp, Phú Bình), nền đất và môi trường địa chất có độ ổn định kém, rất nhạy cảm, dễ bị bi ến đổi trước các tác động bên ngoài và có độ lún rất lớn dưới tác dụng của tải trọng công trình. Vì v ậy, yếu tố tính chất cơ lý của đất đá giúp các nhà thiết kế lựa chọn giải pháp móng ổn định, tiết kiệm. - Y ếu tố nước dưới đất. Phản ánh sự có mặt và ảnh hưởng của nước dưới đất đối với cấu trúc nền đất. Tùy trường hợp cụ thể, nước dưới đất trong nền đất có thể gây nên các v ấn đề như gây nên sự ăn mòn vật liệu đối với công trình xây dựng, khả năng ng ập úng khi xây dựng công trình, làm giảm khối lượng thể tích của đất đá, thay đổi tr ạng thái của đất và do đó làm thay đổi một số chỉ tiêu cơ lý quan trọng của đất nền, gây nên các quá trình bi ến dạng của đất đá do thay đổi áp lực nước lỗ rỗng Nước trong c ấu trúc nền đất và nước tồn tại trong môi trường địa chất xung quanh thường là m ột thể thống nhất nên cần làm sáng tỏ mối quan hệ giữa chúng. Điều này không chỉ có ý ngh ĩa khi chọn sơ đồ tính toán nền, mà còn cho phép dự báo được các biến đổi diễn ra trong c ấu trúc nền đất khi có sự thay đổi của môi trường địa chất. Trong phạm vi khu vực nghiên c ứu, nước dưới đất tồn tại trong phạm vi cấu trúc nền thuộc tầng chứa nước Holocen và Pleistocen có m ức độ chứa nước trung bình và tầng chứa nước khe nứt nghèo nước hoặc không ch ứa nước. Trong các tầng chứa nước Holocen và Pleistocen, mực nước ngầm phân b ố nông (thường bắt gặp ở độ sâu 2 m), do đó, cần lưu ý các hiện tượng đối với công trình nh ư nước chảy vào hố móng, bục nền, cát chảy, Nước có lưu lượng thay đổi trong khoảng Q = 2,01 – 2,8 l/s, h ệ số thấm K = 0,376 – 2,99 m/ngđ, nước thuộc loại nước nhạt, đôi nơi n ước bị nhiễm mặn yếu, với độ tổng khoáng hoá M = 0,14 – 0,445 g/l, pH = 7,16 – 7,62, n ước có tính ăn mòn CO 2 và HCO 3 . Nước tồn tại và vận động trong các lỗ hổng khe nứt của đất đá thuộc loại nước không áp, và trở nên có áp (ở độ sâu lớn) như nước ở trong các khe n ứt thuộc hệ tầng Tân Lâm (D 1 tl) và hệ tầng Cò Bai (D 2-3 cb) và càng xuống sâu khả năng ch ứa nước của tầng chứa nước càng giảm. - Y ếu tố công trình. Tất cả các công trình xây dựng dân dụng trong phạm vi khu v ực thành phố Huế và phụ cận đều tác động lên nền môi trường địa chất bằng tải trọng 94 tự thân của công trình, gây lún nền và mặt đất xung quanh công trình, đặc biệt là các khu v ực có nền đất yếu. T ải trọng công trình quyết định đến ranh giới và khả năng biến dạng của cấu trúc n ền, nó giúp xác định quy mô cũng như sự phân bố của công trình. Ở khu vực thành phố Hu ế hầu hết các khu nhà cao tầng đều được thiết kế trên hệ thống móng cọc khoan nhồi v ới chiều sâu lớn (thường là tựa vào các lớp đá gốc hệ tầng Tân Lâm). Còn lại tất cả các lo ại nhà khác (từ 1 đến 6 tầng) hầu như đều được thiết kế trên móng nông, đặt trên nền t ự nhiên hoặc san lấp. Tuy nhiên, với đặc điểm cấu trúc địa chất phức tạp (Bảng 1), và t ải trọng tác động (số tầng) nhiều khu vực với khả năng chịu tải của nền rất thấp thì khả n ăng lún nền và mặt đất xung quanh công trình là không tránh khỏi. Việc thi công cọc khoan nh ồi đại trà có thể gây chấn động xáo trộn các lớp đất đá, ảnh hưởng trực tiếp đến c ấu trúc nền công trình. Ảnh 1: Vết nứt ngang ở tường nhà do lún công trình trên nền đất yếu. Trung tâm Da Liễu - Chi Lăng, 1999 Ảnh 2.1: Vết nứt ngang kích thước 1-5cm trên tường nhà do hiện tượng lún công trình. Ảnh 2: Ngôi nhà 2 tầng số 89 Hùng Vương bị lún nứt mạnh do ảnh hưởng của môi trường địa chất (xây dựng nhà 4 tầng bên cạnh) Ảnh 2.2: Vết nứt chạy dài từ chân tường đến trần nhà trong thời gian thi công nhà 4 tầng bên cạnh. 95 Bên cạnh đó các tác động cơ học cũng ảnh hưởng khá lớn đến cấu trúc nền công trình. C ụ thể, với sự phát triển cơ sở hạ tầng như hiện nay thì các quá trình nén tĩnh do t ải trọng công trình, đất san lấp, rung động từ hệ thống giao thông, đường ôtô, đường sắt, các công trình xây d ựng (máy nổ, búa máy), dỡ tải tĩnh do đào sâu hố móng, thi công công trình ng ầm ở khu vực thành phố Huế và phụ cận đều làm ảnh hưởng đến cấu trúc n ền công trình gây nên các hiện tượng như lún không đều mặt đất và công trình xung quanh gây thi ệt hại kinh tế cũng như tuổi thọ công trình (Ảnh 1, 2, 2.1, 2.2) - Y ếu tố môi trường địa chất. Sự biến đổi của môi trường địa chất (MTĐC) th ường tác động đến cấu trúc nền đất và công trình xây dựng trên nó. Trên thực tế, ảnh h ưởng của yếu tố MTĐC đến tài nguyên đất xây dựng chỉ mới được quan tâm từ góc độ làm n ền công trình, tức là các nghiên cứu lý thuyết và thực tế chủ yếu tập trung vào ảnh h ưởng của MTĐC đến ổn định cấu trúc nền công trình, các mối quan hệ theo chiều ng ược lại, tức là ảnh hưởng của các hoạt động công trình đến biến đổi MTĐC chưa được quan tâm nhiều, còn ảnh hưởng của MTĐC đến sinh vật và con người thì hầu như ch ưa được tính đến [3]. Với tốc độ phát triển và hoạt động rầm rộ của hệ thống kỹ thuật đô thị khu vực thành phố Huế và phụ cận như hiện nay thì các chức năng sinh thái của MT ĐC bị biến đổi sâu sắc. Ô nhiễm môi trường trong đó có MTĐC mà đặc biệt là nước m ặt và nước ngầm đã trở thành vấn đề hết sức búc xúc của đô thị. Bên cạnh đó, các hoạt động khác: xây dựng các khu công nghiệp, nông nghiệp, giao thông, khai thác nước ng ầm, vật liệu xây dựng, chôn lấp chất thải sinh hoạt, hiện tượng ngập lụt xảy ra thường xuyên sau m ỗi trận mưa, dịch bệnh, các bãi rác cũ trong phạm vi thành phố chôn lấp không qua x ử lý môi trường… cũng góp phần không nhỏ làm ô nhiễm trực tiếp môi tr ường và phát sinh các quá trình địa chất nhân sinh, gây hư hại công trình ảnh hưởng tr ực tiếp đến tài nguyên đất xây dựng. IV. Kết luận - Đánh giá tài nguyên đất xây dựng thông qua đánh giá cấu trúc nền, phải dựa trên c ơ sở dự báo các quá trình địa chất công trình khi thực hiện các hoạt động kinh tế - công trình khác nhau. - Các y ếu tố địa kỹ thuật - môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến tài nguyên đất xây d ựng, cần phải hiểu rõ tính chất phức tạp của hệ thống tự nhiên - kỹ thuật ảnh h ưởng đến cấu trúc nền công trình và tính đến lợi ích lâu dài, nhằm ngăn ngừa những hi ểm họa về môi trường, đảm bảo trạng thái bền vững về KT - XH cho khu vực nghiên c ứu. - Qu ỹ đất xây dựng khu vực thành phố Huế chưa đến mức độ là cạn kiệt, không đủ để xây dựng, tuy nhiên, cần có những định hướng quy hoạch cụ thể và đánh giá đúng m ức các hoạt động kinh tế - công trình và môi trường xây dựng nhằm khai thác hợp lý và ti ết kiệm nguồn tài nguyên này theo quan điểm phát triển bền vững. 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Phạm Văn Tỵ, Quan điểm khoa học đánh giá tài nguyên đất xây dựng, Tuyển tập báo cáo khoa học, Hội nghị khoa học Địa chất công trình và môi trường Việt Nam, Thành phố HCM, 1999. 2. Nguyễn Bá Hoằng, Đánh giá tài nguyên đất xây dựng khu vực Vũng Tàu – Bà Rịa, Luận án Tiến sĩ địa chất, Hà Nội, 2001. 3. Trần Mạnh Liễu, Đánh giá, dự báo trạng thái địa kỹ thuật môi trường đô thị và kiến nghị các giải pháp phòng ngừa tai biến, ô nhiễm môi trường địa chất một số khu đô thị Hà Nội, Báo cáo tóm tắt đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ, Hà Nội, 2005. 4. Phạm Văn Tỵ, Khai thác hợp lý tài nguyên đất xây dựng và nước dưới đất ở Hà Nội, Tuyển tập báo cáo khoa học, Hội nghị khoa học Địa chất công trình với sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, Hà Nội, 1997. 5. Nguyễn Thanh, Về việc phân loại và thành lập bản đồ cấu trúc nền các công trình xây dựng ở Việt Nam, Tuyển tập báo cáo tại hội nghị khoa học Địa kỹ thuật toàn quốc lần thứ 11, Hà Nội, 1984. 6. Schellnhuber H.J. and Wenzel V, Earth system analysis - integrating science for sustainability, Springer - Verlag Berlin Heidelberg, 1998. BASIS THEORIES OF ASSESSING SOIL RESOURCES FOR CONSTRUCTION IN HUE CITY, ACCORDING TO STABLY DEVELOPMENTAL VIEWPOINTS Nguyen Thi Thanh Nhan College of Sciences, Hue University SUMMARY Assessing resources of construction soil must be due to Geo-engineering and Geo- environment theories. On the point of permanent development in soil resources in Hue city, in order to have appropriate utilization and to regenerate natural resources in combination with environmental protection in general and geological environment in particular, every natural - technical activity that influences the base of a certain construction should always be relevant to natural processes. Based on the above opinions, this paper proposes theories that can be necessary for assessing the soil resources in Hue city and that is probably indispensable to prevent environmental damage as well as to ensure stable economic-social conditions in the studying area. . thái bền vững về kinh tế - xã hội cho khu vực nghiên cứu. I. Cơ sở lý thuyết đánh giá tài nguyên đất xây dựng khu vực thành phố Huế Tài nguyên đất xây dựng là bộ phận tài nguyên quý giá. Đối. tr ường, đảm bảo trạng thái bền vững về KT - XH cho khu vực nghiên cứu. III. Đánh giá sơ bộ tài nguyên đất xây dựng khu vực thành phố Huế Đánh giá tài nguyên đất xây dựng liên quan trực tiếp đến các. phải phù hợp với quy luật tự nhiên. Bài báo này đưa ra cơ sở lý thuyết đánh giá tài nguyên đất xây dựng khu vực thành phố Huế theo quan điểm phát triển bền vững tính đến lợi ích lâu dài, nhằm