Ứng dụng các phương pháp địa vật lý trong đánh giá hiện trạng đê hiện hữu phục vụ quản lý, duy tu đê điều

Bài báo "Ứng dụng các phương pháp địa vật lý trong đánh giá hiện trạng đê hiện hữu phục vụ quản lý, duy tu đê điều" trình bày kết quả sử dụng các phương pháp địa vật lý như rađa đất, đa điện cực kết hợp với công tác thăm dò cho đoạn K48+500÷K48+900 đê Hữu Hồng, Quận Bắc Từ Liêm, Thành phố Hà Nội. Kết quả cho thấy, việc sử dụng các phương pháp địa vật lý cho đã xác định được mức độ bất đồng nhất của nền đê và đặc điểm địa tầng khá tương đồng với công tác khoan khảo sát. Kinh phí và thời gian khảo sát tiết kiệm hơn. Đây là những phương pháp khá hiệu quả để đánh giá hiện trạng nên đê hiện hữu. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng các phương pháp địa vật lý trong đánh giá hiện trạng đê hiện hữu phục vụ quản lý, duy tu đê điều HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC KHOA HỌC TRÁI ĐẤT VÀ TÀI NGUYÊN VỚI PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG (ERSD 2022) Ứng dụng các phương pháp địa vật lý trong đánh giá hiện trạng đê hiện hữu phục vụ quản lý, duy tu đê điều Nguyễn Thị Nụ1,*, Phan Văn Quang2, Bùi Trường Sơn1 1 Trường Đại học Mỏ - Địa chất 2 Công ty Cổ phần P&Q Đầu tư Xây dựng và Thương mạiTÓM TẮTCác công trình đê hiện hữu theo thời gian độ bền và độ ổn định thấm của nền đê sẽ thay đổi, nhằm duy tuvà bảo dưỡng, cần thiết phải đánh giá hiện trạng nền đê. Thực tế hiện nay, có nhiều phương pháp nhằmđánh giá hiện trạng của nền đê, như khoan thăm dò cũng các thí nghiệm hiện trường khác. Tuy nhiên, vớinền đê có chiều dài lớn, việc sử dụng công tác khoan thăm dò có những nhược điểm nhất định. Công tácvượt trội đó là sử dụng phương pháp thăm dò địa vật lý, là phương pháp gián tiếp để xác định mức độ đồngnhất, xác định các chỗ mềm yếu và thấm mất nước của nền đê. Bài báo trình bày kết quả sử dụng cácphương pháp địa vật lý như rađa đất, đa điện cực kết hợp với công tác thăm dò cho đoạn K48+500÷K48+900đê Hữu Hồng, Quận Bắc Từ Liêm, Thành phố Hà Nội. Kết quả cho thấy, việc sử dụng các phương phápđịa vật lý cho đã xác định được mức độ bất đồng nhất của nền đê và đặc điểm địa tầng khá tương đồng vớicông tác khoan khảo sát. Kinh phí và thời gian khảo sát tiết kiệm hơn. Đây là những phương pháp khá hiệuquả để đánh giá hiện trạng nên đê hiện hữu.Từ khóa: Nền đê, rađa đất, đa điện cực, khoan thăm dò1. Đặt vấn đề Các đê hiện hữu là các công trình đang tồn tại, theo thời gian dưới tác dụng của các tải trọng ngoài nhưáp lực nước, gió, bão, hoạt động công trình của con người, sẽ bị biến đổi, có thể theo chiều hướng xấu đi,không còn đảm bảo được chức năng ban đầu. Do vậy, theo chu kỳ bảo dưỡng, cần phải tiến hành đánh giáhiện trạng của chúng, nhằm kịp thời dự báo độ mất ổn định và duy tư bảo dưỡng những đoạn xung yếu. Các phương pháp địa vật lý được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (Annan,1984, Ngô Trí Côivà nnk, 2001; Đặng Hoài Trung và nnk, 2014; Lê Hoàng Kim và nnk, 2014, Mai Thanh Tân, 2011), trongđó có lĩnh vực địa chất công trình. Đây là các phương pháp gián tiếp, dựa vào các thông số của trường địavật lý để nghiên cứu đặc điểm cấu trúc địa chất, xác định các dị thường địa chất, cũng như các đặc điểmkhác của môi trường địa chất (Vương Duy Thọ, 2015, Nguyên Thành Vấn, 2013,2014, Đỗ Anh Chung vànnk, 2019). Phương pháp địa vật lý có những ưu điểm như đánh giá được mức độ đồng nhất của các thể địachất, các dị thường địa chất, với kinh phí rẻ và không ảnh hưởng đến đặc điểm của công trình hiện hữu –đây là ưu điểm vượt trội mà các phương pháp trực tiếp không có được. Tuy nhiên, phương pháp địa vật lýcũng có những nhược điểm như khó xác định chính xác ranh giới giữa các lớp đất gần tương đồng về điệntrở suất và để đánh giá chính xác đặc điểm cấu trúc địa chất cần phải so sánh với công tác khoan thăm dò. Tuyến đê Hữu Hồng có thân đê và nền đê nhìn chung đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Tuy nhiên, đây là tuyếnđê đắp qua nhiều thời kỳ nên đất đắp không đồng nhất. Mặt khác, do khí hậu nhiệt đới gió mùa là điều kiệnthuận lợi cho mối phát triển. Từ năm 2013 đến nay tuyến đê trên địa bàn không được đầu tư để đào, bắtmối. Qua công tác quản lý và theo dõi nhiều năm thì nền đê tương đối ổn định. Tuy nhiên, một số đoạn đêthuộc quận Bắc Từ Liêm từ năm 1996 mực nước trên báo động 3 đến 1.0m trở về trước đã xuất hiện nhiềusự cố như mạch đùn, mạch sủi, thẩm lậu… Từ năm 2000 cho đến nay do trên tuyến đê này đã được đầu tưxây dựng hệ thống giếng giảm áp nên các sự cố trên đã giảm nhiều, năm 2002 mực nước sông trên báođộng 3, năm 2004 mực nước sông trên báo động 2 mà đoạn đê này không xuất hiện các sự cố nói trên. Nền đê hiện hữu doạn K48+500 đến K48+900 đê Hữu Hồng, thành phố Hà Nội đang trong chu trìnhđánh giá hiện trạng để phục vụ việc duy tu, bảo dưỡng đê điều. Do nền đê hiện hữu, việc sử dụng công táckhoan khảo sát địa chất công trình hoặc các thí nghiệm ngoài trời rất hạn chế, do chi phí giá thành cũngnhư hạn chế về số lượng khảo sát. Trong thực tế hiện nay, có thể sử dụng các phương pháp địa vật lý như* Tác giả liên hệEmail: nguyenthinu@humg.edu.vn 155rađa đất, thăm dò điện để khảo sát hiện trạng nền đê. Chính vì vậy, bài báo đề cập đến cơ sở lý thuyết vàthực tiễn ứng dụng của phương pháp này trên cơ sở khẳng định tính chính xác với công tác khoan thăm dò.2. Cơ sở lý thuyết một số phương pháp thăm dò pháp địa vật lý Hiện nay, có nhiều phương pháp thăm dò địa vật lý. Trong nghiên cứu này, chỉ sử dụng hai phươngphương pháp radar đất và phương pháp điện trở suất phục vụ đánh giá mức độ đồng nhất của nền đê. Dovậy, cơ sở lý thuyết chỉ đề cập đến hai phương pháp này.2.1. Phương pháp rađa đất Phương pháp rađa đất là phương pháp địa vật lý nông dựa trên nguyên lý thu phát sóng điện từ ở tần sốsiêu cao tần (từ 15  2600 MHz). Khi đó, sóng điện từ được truyền theo tia phát ra từ các ăng ten phát vàthu sóng phản xạ được tạo ra từ các đối tượng là những mặt ranh giới trong môi trường địa chất. Các bấtthường về mặt địa chất (ranh giới giữa đất và đá, các lớp đất chứa vật liệu sét, những hang hốc, hang rỗng,khối xâm thực cũng như các vật thể bị chôn vùi nhân tạo hoặc khối bê tông, lỗ rỗng liên quan đến vị tríhàm ếch, tổ mối) được xác định. Phương pháp đo các đại lượng như vận tốc truyền sóng (v), bước sóng (λ), hệ số suy giảm (α), hằng sốđiện môi tương đối hay độ điện thẩm tương đối (r), độ từ thẩm (μ), độ dẫn điện (σ)…Trong đó, giá trị hằngsố điện môi dùng để đánh giá được đặc điểm của môi trường địa chất ...