Bài giảng Địa chất công trình - Chương 2: Các hiện tượng địa chất ngoại sinh (Phần 3) - Trường Đại học Thủy Lợi

1 
Bài giảng môn học 
Địa chất công trình 
Chương 2 
CÁC HIỆN TƯỢNG 
ĐỊA CHẤT NGOẠI SINH 
Giảng viên: Dr.-Ing. Nguyễn Quang Tuấn 
Trường Đại học Thủy lợi 
Bộ môn Địa kỹ thuật 
BÀI 3. KARST 
Hiện tượng Các-xtơ 
Nội dung: 
1. Khái niệm Các-xtơ (Karst) 
2. Điều kiện phát sinh, phát triển Các-xtơ 
3. Các dạng hình thái Các-xtơ 
4. Các nhân tố thúc đẩy quá trình Các-xtơ 
5. Ảnh hưởng của Các-xtơ và biện pháp xử 
lý 
1. Khái niệm: 
Các-xtơ là hiện tượng nước mặt, nước 
dưới đất hoà tan, rửa lũa đá, tạo ra các hình 
thái địa hình trên mặt (các khe rãnh, hố sụt, 
đá tai mèo) và các hình thái dưới ngầm 
(các hang, động ngầm, các nhũ đá trong 
hang động) 
(Các-xtơ thường xảy ra đối với đá vôi, đá 
dolomite, thạch cao) 
CaCO3 + H2O+CO2  Ca(HCO3)2 
 tạo măng đá, nhũ đá  Kết tủa  Hoà tan Tạo khe rãnh, hang 
Phản ứng hóa học của hiện tượng các tơ đối với đá vôi 
2. Điều kiện phát sinh, phát triển Karst 
 Đối với đá: 
- Đá có tính hoà tan: Các đá có thành phần là 
các khoáng vật sunfat, cabonat, halogen 
- Đá có tính thấm nước mạnh: đá tính nứt nẻ, 
các khe nứt liên thông với nhau. 
 Đối với nước: 
- Nước có khả năng hòa tan: nước có tính 
axit (khi chứa CO2 và các axit khác); 
- Nước luôn luôn vận động. 
3. Các dạng hình thái Karst 
Karst mặt: 
– Đá tai mèo và rừng đá tai mèo 
– Mương, khe, rãnh 
– Hố sụt karst, phễu karst 
– Hố trũng, thung lũng, cánh đồng Karst 
Karst ngầm: 
– Hang, động 
– Sông, suối ngầm 
– Các nhũ đá, măng đá trong các hang động 
Các hình thái các tơ 
Mực nước ngầm 
Hang ngầm 
Thung lũng các tơ 
Hố sụt 
Suối chảy ngầm 
Sông 
Thung 
lũng 
các-xtơ 
Hố sụt 
các-xtơ 
Mạch nước 
Một số hình thái các tơ 
Sự phát triển các hình thái Karst ngầm – 
Các đới các-xtơ ngầm 
1. Đới nước vận động thẳng đứng  Các xtơ phát triển chủ yếu 
thẳng đứng 
2. Đới nước vận động hỗn hợp  Các xtơ phát triển theo cả 2 
phương, hình thái phức tạp 
3. Đới nước vận động nằm ngang  Các xtơ phát triển theo 
phương ngang 
4. Đới ngừng trệ  Các xtơ không phát triển 
Mực nước mùa mưa 
Mực nước mùa khô 
4. Các nhân tố ảnh hưởng quá trình Karst 
1. Cấu trúc địa chất 
 Hệ thống khe nứt 
 Thế nằm của các lớp đá 
 Sự nâng lên hạ xuống của mặt đất 
 Bề dày lớp đá hòa tan 
 Các lớp đá nằm trên và dưới lớp đá phát triển karst 
2. Địa hình: vị trí địa hình và độ dốc địa hình 
3. Khí tượng thủy văn: lượng mưa, nước mặt, nhiệt độ, 
độ ẩm 
4. Sự dao động mực nước ngầm 
5. Các nhân tố khác: sinh vật, các hoạt động của con 
người 
Xem chi tiết sự ảnh hưởng của từng yếu tố ở giáo trình 
5. Ảnh hưởng của Các-xtơ và biện pháp xử lý 
a/ Ảnh hưởng của Các-xtơ 
– Làm biến dạng, sụt công trình; 
– Gây lún không đều cho công trình; 
– Làm rút mất nước mặt; 
– Làm rò rỉ, gây mất nước hồ chứa; 
– Nước chảy vào hố móng, công trình XD, mỏ 
Đá vôi 
Vách đá 
ngầm 
Mỏm đá 
ngầm 
Đá mồ 
côi 
Hố sụt 
Hang 
Đất phủ 
Các vấn đề khi xây dựng ở khu vực có 
hiện tượng và các hình thái Các-xtơ ???? 
b/ Biện pháp xử lý 
– Khống chế nước: xây hệ thống thoát nước mặt, 
ngăn cách nước tác dụng với đá, trét bịt các khe 
nứt, lấp các phễu, hố sụt, tránh hạ thấp mực 
nước ngầm 
– Làm đê quai cách ly nước hồ chứa khỏi các hệ 
thống hang động. 
– Phụt xi măng vào nền đá có khả năng bị hòa tan 
để bịt các khe nứt; gia cố đất đá xung quanh 
công trình 
– Làm màn chống thấm cho các công trình đập, 
bảo vệ hố móng và các công trình ngầm. 
– Làm đê quai, giếng vây ngăn nước hồ chứa với 
khu vực hang các-xtơ để chống mất nước hồ 
chứa. 
– Chọn giải pháp kết cấu móng: làm đệm đá dăm, 
bê tông dưới đáy móng công trình. Xây móng trụ 
sâu, làm móng cọc xuyên qua các hang các-xtơ 
Khoan phụt bịt lấp các hang các-xtơ 
Các giải pháp phòng chống mất nước hồ chứa 
Đầm chặt tầng trên mặt Khoan phụt làm chặt 
Khoan phụt bịt các lỗ 
hổng 
Đổ đá và phụt vữa lấp 
các hang 
Khoan phụt bề phủ bề 
mặt các mỏm đá Khoan phụt các khe 
rãnh 
Làm móng bản, móng băng Làm móng cọc 
Một số giải pháp xử lý nền công trình có Karst 
Nguồn: https://oxfordre.com/naturalhazardscience/view/10.1093/acrefore/9780199389407.001.0001/acrefore-9780199389407-e-40 
Móng cho nền karst 
47 
Câu hỏi ôn tập 
1. Khái niệm về Karst? 
2. Điều kiện phát sinh, phát triển Karst? 
3. Các hình thái Karst? Vẽ hình minh họa? 
4. Trình bày các nhân tố ảnh hưởng đến sự phát 
triển của Karst? 
5. Ảnh hưởng của Karst và biện pháp xử lý khi 
xây dựng công trình?