Khóa luận TN “Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật đất nền phục vụ phát triển bền vững khu vực Đồ Sơn”
MỞ ĐẦU
Quận Đồ Sơn là khu vực có nền kinh tế phát triển mạnh ở Hải Phòng với
tiềm năng du lịch, thu hút vốn đầu tư cao và là trung tâm phát triển các ngành kinh
tế mũi nhọn ở Hải Phòng. Hiện nay quận Đồ Sơn đang trong quá trình đô thị hóa
công nghiệp hóa với nhiều công trình khách sạn, khu du lịch, khu vui chơi giải trí,
và các khu công nghiệp lớn đang được xây dựng với tổng chi phí đầu tư rất cao. Vì
vậy công tác thăm dò, điều tra địa chất công trình, đánh giá tính chất cơ lí của đất
xây dựng là vấn đề cấp thiết mỗi khi xây dựng công trình.
Với tính chất cấp thiết trên, em đã nhận đề tài khóa luận tốt nghiệp “ Nghiên
cứu đặc điểm Địa kỹ thuật đất nền phục vụ phát triển bền vững khu vực Đồ Sơn,
Hải Phòng”. Mục tiêu của khóa luận nhằm giải quyết các vấn đề chính sau:
+ Xác định tính chất cơ lí đất nền khu vực Đồ Sơn-Hải Phòng qua việc thu
thập các mẫu đất tại thực địa từ đó phân tích và nêu rõ các đặc điểm đất
nền. Kết hợp với một số tài liệu tham khảo từ khu vực nghiên cứu để xây
dựng sơ đồ địa chất công trình khu vực Đồ Sơn.
+ Xác định các đặc tính cơ lí của vật liệu đắp của một số mấu đất, tính ổn
định mái dốc ở các đê biển khu vực Đồ Sơn.
Để hoàn thành được khóa luận trên, em đã sử dụng các phương pháp nghiên
cứu, phân tích địa kỹ thuật đã được học, kết hợp với một số tài liệu địa chất khu vực
nghiên cứu. Ngoài phần mở đầu và kết luận, khóa luận gồm 5 chương được trình
bày như sau:
Chương I Điều kiện địa lý tự nhiên, kinh tế- xã hội.
Chương II Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu.
Chương III Các phương pháp nghiên cứu
Chương IV Tổng quan Địa chất công trình – Địa chất thủy văn và các
hiện tượng địa chất động lực công trình khu vực Đồ Sơn, Hải Phòng.
Chương V Đặc tính địa kỹ thuật đất nền khu vực Đồ Sơn, Hải Phòng
Do trình độ còn hạn chế nên khoá luận không thể không tránh khỏi những
thiếu sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của thầy cô và các
bạn để Khóa luận hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn.
2
Khóa luận TN “Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật đất nền phục vụ phát triển bền vững khu vực Đồ Sơn”
hướng còn lại tiếp giáp với biển Đông. Do ở phía bắc và phía nam của quận là hai
cửa sông Lạch Tray và Văn Úc thuộc hệ thống sông Thái Bình đổ ra biển đem theo
nhiều phù sa nên nước biển ở khu vực này đục. Diện tích quận Đồ Sơn là 42,37 km²
với số dân 51.417 người.
Địa hình Đồ Sơn đa dạng với phần lớn diện tích là đất liền, còn lại là vùng
biền, hải đảo, đồi núi với nhiều dạng hình thái đặc trưng:
a)Địa hình đồi núi: Với độ cao không quá 130m, địa hình đồi cấu tạo chủ
yếu bằng đá trầm tích rất rắn chắc, đỉnh dạng vòm tương đối bằng phẳng , sườn
thẳng hoặc hơi lồi, đường nét trơn tru, thường dốc từ 15- 20
O
. Trên các đỉnh và
sườn đồi, nước mưa đã bóc mòn và rửa trôi các sản phẩm phong hóa và vận chuyển
xuống chân đồi , tạo nền tích tụ hẹp ven chân đồi.
Địa hình đồi núi Đồ Sơn được chia thành 3 bậc:
- Bậc 1: Là bậc trên cùng với độ cao 80-127m gồm các đỉnh Vạn Hoa, núi
Tháp, chòi Mòng lien kết với nhau thành các dãy núi kéo dài theo hướng
Tây Bắc- Đông Nam, hình thành từ cuối Pliocen-Pleistocen.
- Bậc 2: Với độ cao từ 40-70m gồm các đỉnh Ba Di, hà Lầu, bến Tầu, Ba
Phúckéo dài theo hướng Tây Bắc- Đông Nam và hòn Dáu, được hình
thành và nâng trong kỷ pleistocen giữa.
- Bậc 3: Độ cao từ 20-30m, gồm các đỉnh núi Độc, đỉnh Vung, bến Thuốc,
được nâng cao vào đầu pleistocen muộn.
b) Địa hình nguồn gốc hỗn hợp biển sông: Gồm hầu hết đồng bằng phía
trong đê biển, trừ các đê cát ở Ngọc Hải, với độ cao trung bình từ 1 -1.2m; Địa hình
thấp dần về phía Đông (ảnh 1).
c) Đồng bằng nguồn gốc hỗn hợp đầm lầy - biển: Phân bố ở phía Bắc quận,
cao từ 0.5-0.8m với thành phần chủ yếu là sét, cát bột màu xám, xám nâu dùng chủ
yếu cho việc nuôi trồng thuỷ sản (ảnh 2).
C, thấp nhất là dưới 5
0
C, với
độ ẩm trung bình từ 80-85% và cao nhất là 100% và những tháng mưa (tháng
7,8,9), thấp nhất vào tháng 12, tháng1. Lượng mưa trung bình hàng năm 1600-
1800mm. Bão thường xảy ra từ tháng 6 đến tháng 9.
Chế độ gió khu vực chịu tác động chung của hoàn lưu khí quyển vịnh Bắc
Bộ và ảnh hưởng của địa hình ven bờ mang tính chất mùa rõ rệt: Mùa hè (từ tháng 5
÷ 9) hướng gió thịnh hành là Nam, Đông Nam, Đông, mùa đông (từ tháng 11 ÷ 3)
có hướng gió thịnh hành là Bắc, Đông Bắc và Đông. Mùa chuyển tiếp (tháng 4, 10)
hướng gió thịnh hành là Đông. Tốc độ gió trung bình giao động không nhiều nằm
trong khoảng 3,2 ÷ 4,1 (m/s), mạnh nhất vào mùa hè đạt tới 4,1 (m/s).
Hải Phòng còn là khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp của các cơn bão và áp
thấp nhiệt đới. Theo số liệu thống kê của Nguyễn Gia Thiều (1989), tốc độ gió
mạnh 30 ÷ 40 m/s, lượng mưa kèm theo trong bão là 100 ÷ 200 mm.
b. Sông ngòi
Hải Phòng có mạng lưới sông ngòi dày đặc, mật độ trung bình từ 0,6 - 0,8
km trên 1 km2. Sông ngòi Hải Phòng đều là các chi lưu của sông Thái Bình đổ ra
vịnh Bắc Bộ. Nếu ngược dòng ta sẽ thấy như sau: sông Cầu bắt nguồn từ vùng núi
Văn ôn ở độ cao trên 1.170 m thuộc Bắc Cạn, về đến Phả Lại thì hợp lưu với sông
Lê Huy Sự – K51 ĐKT-ĐMT ĐHKHTN -ĐHQGHN
4
Khóa luận TN “Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật đất nền phục vụ phát triển bền vững khu vực Đồ Sơn”
Thương và sông Lục Nam, là nguồn của sông Thái Bình chảy vào đồng bằng trước
khi đổ ra biển với độ dài 97 km và chuyển hướng chảy theo tây bắc - đông nam. Từ
nơi hợp lưu đó, các dòng sông chảy trên độ dốc ngày càng nhỏ, và sông Thái Bình
đã tạo ra mạng lưới chi lưu các cấp như sông Kinh Môn, Kinh Thầy, Văn úc, Lạch
Tray, Đa Độ đổ ra biển bằng 5 cửa sông chính.
Hải Phòng có 16 sông chính toả rộng khắp địa bàn Thành phố với tổng độ
dài trên 300 km, bao gồm:
Hải Phòng có bờ biển dài trên 125 km kể cả bờ biển chung quanh các đảo
khơi. Bờ biển có hướng một đường cong lõm của bờ vịnh Bắc Bộ, thấp và khá bằng
phẳng, cấu tạo chủ yếu là cát bùn do 5 cửa sông chính đổ ra. Trên đoạn chính giữa
bờ biển, mũi Đồ Sơn nhô ra như một bán đảo, đây là điểm mút của dải đồi núi chạy
ra từ trong đất liền, có cấu tạo đá cát kết (sa thạch) tuổi Đevon, đỉnh cao nhất đạt
125 m, độ dài nhô ra biển 5 km theo hướng tây bắc - đông nam. Ưu thế về cấu trúc
tự nhiên này đã tạo cho Đồ Sơn có một vị trí chiến lược quan trọng trên mặt biển;
đồng thời cũng là một thắng cảnh nổi tiếng. Dưới chân những đồi đá cát kết có bãi
tắm, có nơi nghỉ mát nên thơ và khu an dưỡng có giá trị. Ngoài khơi thuộc địa phận
Hải Phòng có nhiều đảo rải rác trên khắp mặt biển, lớn nhất có đảo Cát Bà, xa nhất
là đảo Bạch Long Vĩ.
Biển, bờ biển và hải đảo đã tạo nên cảnh quan thiên nhiên đặc sắc của thành
phố duyên hải. Đây cũng là một thế mạnh tiềm năng của nền kinh tế địa phương.
1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội
1.2.1 Dân cư và lao động
Quận Đồ Sơn có dân số khoảng 43,865 người (2009), với mật độ 1.213
người/km
2
. Dân cư sống bằng nghề phát triển dịch vụ du lịch, tại quận ngoại thị
Bàng La, dân vẫn lấy nông nghiệp làm nghề chính.
Đồ Sơn có dân số trẻ nên lực lượng lao động dồi dào và lượng công nhân có
tay nghề chiếm tỉ lệ cao. Tỷ lệ số người 15 tuổi trở lên có việc làm là 68,32%, Tỷ lệ
số người nội trợ, đi học, mất khả năng lao động là 25,59%, tỷ lệ thất nghiệp chỉ
chiếm 6,09%.
1.2.2 Giao thông
Giao thông trong khu vực Hải Phòng phát triển trên mọi hình thức: đường
bộ, đường thuỷ, đường hàng không.
Đường bộ: Tại Hải Phòng rất thuận tiện cho việc vận chuyển hành khách và
hàng tới Hà Nội và các tỉnh miền Bắc dọc theo 2 tuyến quốc lộ 5 và quốc lộ 10.
Đường thủy: Nhờ có 1 hệ thống gồm 5 nhánh sông, Hải Phòng đã trở thành
với Hải Phòng bằng đường bộ, đường sắt và đường thuỷ, đường biển cũng như là
đường hàng không. Với những điều kiện thuận lợi trên Hải Phòng phát triển mạnh
mẽ nhiều lĩnh vực.
Hệ thống cảng biển: Cảng Hải Phòng là một cảng có số lượng hàng hoá lớn
nhất trong tất cả các cảng của khu vực phía Bắc Việt Nam. Cảng được trang bị các
cơ sở vật chất hiện đại và các thực tiễn an toàn kỹ thuật nhằm đáp ứng các tiêu
chuẩn quốc tế về giao thông & mậu dịch. Lượng hàng hoá được ước tính trong giai
Lê Huy Sự – K51 ĐKT-ĐMT ĐHKHTN -ĐHQGHN
7
Khóa luận TN “Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật đất nền phục vụ phát triển bền vững khu vực Đồ Sơn”
đoạn 2001-2003 là 8,5 - 12 triệu tấn/ năm. Ngoài ra trong khu vực còn có các cảng
nhỏ như cảng cá Ngọc Hải (ảnh 5& 6).
Du lịch & Dịch vụ: Nằm ở giữa trung tâm lộ trình du lịch nổi tiếng Hà Nội -
Hải Phòng - Vịnh Hạ Long, Hải Phòng không chỉ là điểm nghỉ mát hấp dẫn cho
người dân Việt Nam mà còn cho những du khách nước ngoài. Ðiểm thu hút cho tất
cả các du khách tới Hải Phòng đó là đảo Cát Bà, khu nghỉ mát Ðồ Sơn, khu du lịch
núi Voi, núi Thiên văn, khu Hạ Long cạn (nằm ở phía Bắc của huyện Thuỷ
Nguyên); làng hoa Hà Lũng và Ðằng Hải; làng điêu khắc Bảo Hà và miếu thờ danh
nhân văn hóa Nguyễn Bỉnh Khiêm ở huyện Vĩnh Bảo và công viên giải trí An Biên,
sân golf quốc tế Đồ Sơn (ảnh 7, 8 &9).
Khu công nghiệp: Hải Phòng hiện có hai khu công nghiệp phát triển với khả
năng mở rộng các hoạt động kinh doanh mới: Khu công nghiệp Nomura nằm liền
kề Quốc lộ 5 nối Hải Phòng - Hà Nội, khu công nghiệp Ðình Vũ nằm sát cạnh cảng
nước sâu mới và Khu công nghiệp Đồ Sơn.
1.3 Tài nguyên - khoáng sản
Hải Phòng có nhiều mỏ khoáng sản như mỏ sắt ở Dương Quan, mỏ kẽm ở
Cát Bà với trữ lượng thấp, sa khoáng ven biển (Cát Hải và Tiên Lãng).
Khoáng sản phi kim loại gồm có: Mỏ cao lanh ở Doãn lại (Thủy Nguyên),
mỏ sét ở Tiên Hôi, Tiên Lãng, các điểm sét ở Kiến Thiết, Tân Phong, đá vôi phân
bố chủ yếu ở Cát Bà, Tràng Kênh, Phi Liệt; Phốt Phát ở Bạch Long Vĩ, nước
đỏ, sóc bụng đỏ, mèo rừng, nhím , đặc biệt là khỉ voọc đầu trắng sống từng đàn, là
loại thú quí hiếm trên thế giới chỉ mới thấy ở Cát Bà.
Lê Huy Sự – K51 ĐKT-ĐMT ĐHKHTN -ĐHQGHN
9
Khóa luận TN “Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật đất nền phục vụ phát triển bền vững khu vực Đồ Sơn”
CHƯƠNG II
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU
2.1 Đặc điểm địa tầng trước Đệ Tứ
2.1.1 Hệ tầng Đồ Sơn (D
3
ds)
Hệ tầng Đồ Sơn phần bố ở phần lớn diện tích bán đảo Đồ Sơn: Xuân Lễ, núi
Ngọc Xuyên, Núi Đồ Sơn, đảo Hòn Dấu. Theo nghiên cứu của Tống Duy Thanh và
nnk, 2003 [8] thì trật tự từ dưới lên của hệ tầng là như sau:
+ Đá phiến sét xen bột kết, cát kết màu xám trắng, xám lục nhạt, đỏ, nâu
đỏ. Đá phân lớp mỏng đến vừa. Dày khoảng 150m.
+ Sạn kết, cát kết thạch anh dạng quartzit, cát kết hạt thô phân lớp dày, đôi
khi gặp những lớp bột kết mỏng, có chỗ phân lớp xiên chéo. Dày khoảng 200m.
+ Cát kết, bột kết máu nâu, nâu đỏ sấm, bột kết xen đá phiến sét màu xám,
xám lục phân lớp trung bình, thường găp phân lớp xiên. Bề dày khoảng 200m.
2.2 Đặc điểm địa tầng hệ Đệ Tứ
2.2.1 Thống Pleistocen
a) Hệ tầng Lệ Chi (am Q
1
1
lc)
Hệ tầng Lệ Chi được Ngô Quang Toàn xác lập năm 1987 khi nghiên cúu mặt
cắt LK4 – Gia Lâm, Hà Nội.
Ở Hải Phòng, hệ tầng này không lộ ra trên mặt mà chỉ gặp ở các lỗ khoan, ở
các độ sâu từ 80-160m và bề dày thay đổi khá nhanh. Chúng phân bố chủ yếu ở các
) gồm trầm tích nguồn gốc hỗn hợp sông
biển. Thành phần gồm: bột sét, cát hạt mịn màu xám, xám xanh, xám xẫm.
Ở Đồ Sơn, hệ tầng này phân bố ở độ sâu 15-30m, dày trung bình 10-20m.
Phần dưới dày 10-15m, gồm các lớp cuội sạn cát hạt trung và thô màu xám, xám
trắng, xám xanh, kích thước nhỏ dần từ dưới lên trên. Phần trên 2-5m, gồm các lớp
cát bột, cát sét màu xám vàng, xám, nâu đỏ. Trong bột sét có các ổ cát thành phần
khoáng vật chứa thạch anh, và muscovit, các ổ caolanh màu trắng và cát kết vón
oxít sắt màu đỏ, chứng tỏ đã bị phong hoá. Hệ tầng Hà Nội chứa nước nhạt chất
lượng tốt, độ khoáng hoá 0.6-9.12mg/l.
c) Hệ tầng Vĩnh Phúc (aQ
1
3
vp)
Trên diện tích khu vực Hải Phòng, hệ tầng Vĩnh Phúc không chỉ gặp trong
các hố khoan sâu mà còn lộ ra trên mặt đất ở phía Bắc Thuỷ Nguyên.
Ngô Quang Toàn (1995) [9] chia hệ tầng này thành hai phụ tầng:
- Phụ tầng Vĩnh Phúc dưới (amQ
1
3
vp
1
) có nguồn gốc sông biển, thành phần
bao gồm cát hạt trung đến thô lẫn ít sỏi sạn nhỏ, bôt sét lẫn cát, ít tàn tích thực vật
thuộc tướng lòng sông hạ lưu, lạch triều đồng bằng châu thổ. Chiều sâu phân bố từ
35-40m.
- Phụ tầng trên Vĩnh Phúc (maQ
1
3
vp
2
- Phụ tầng Hải Hưng dưới (mbQ
2
1-2
hh
1
) có nguồn gốc bỉên đầm lầy thành
phần thạch học gồm bột sét, sét pha chứa nhiều than bùn dày khoảng 2m màu xám
đen, nằm rải rác với diện tích hẹp, thường lộ ra trên mặt. Bề dày trầm tích từ 3.5 -
18m. Trầm tích phụ tầng dưới thường nằm phủ không chỉnh hợp lên lớp cát bột
loang lổ của hệ tầng Vĩnh Phúc.
- Phụ tầng Hải Hưng trên (mQ
2
1-2
hh
1
) nguồn gốc biển, gặp ở rìa Đông Bắc
thành phố Hải Phòng trên bề mặt địa hình cao 1 - 2m. Thành phần trầm tích gồm
bột, sét màu xám vàng nhạt; phần trên bị laterit yếu, đặc trưng cho môi trường biển,
tuổi Holocen sớm - giữa.
Tầng Hải Hưng trong khu vực Đồ Sơn dày 4 - 8m, nằm dưới bề mặt đồng
bằng. Phần dưới là các trầm tích đầm lầy biển và biển nông, thành phần bột sét, sét
màu xám, xám nâu. Phổ biến rộng khắp dưới vùng bãi triều. Phần trên là các trầm
tích nguồn gốc đầm lầy ven biển, phân bố không liên tục, thành phần bùn cát bột và
bùn bột màu xám, xám đen chứa nhiều mùn hữu cơ, trạng thái dẻo chảy.
b) Hệ tầng Thái Bình (Q
2
3
tb)
Hoàng Ngọc Kỷ xác lập hệ tầng Thái Bình năm 1987và được Ngô Quang
2
3
tb
2
) có thể chia ra 2 tướng: 1) Tướng lòng
sông: Dọc theo các sông suối lớn, thành phần có cuội, sỏi, cát, về phía hạ lưu trầm
tích có độ hạt nhỏ dần. Cát ở sông Hồng có thành phần đa khoáng, màu xám sẫm.
Cát ở sông Cầu, sông Thương, sông Lục Nam có nhiều thạch anh hơn, sáng màu, có
thể làm vật liệu xây dựng và thủy tinh. 2) Tướng bãi bồi: Thành phần chủ yếu là sét,
bột màu nâu, nâu gụ, có thể dùng sản xuất gạch ngói chất lượng tốt. Bề dày của hệ
tầng: 0.5 - 2m.
+ Trầm tích có nguồn gốc sông-đầm lầy (amQ
2
3
tb
2
): phân bố ở ven biển ở
khu vực Hải Phòng và sông Hồng. Thành phần chủ yếu gồm sét màu nâu xen lớp
sét đen, chứa tàn tích thực vật và lớp than bùn mỏng, dày 1 - 3m.
+ Trầm tích nguồn gốc biển - gió (mvQ
2
3
tb
2
): phân bố ở Cát Hải và Kiến
Thuỵ dưới dạng các cồn cát chạy dài song song với đường bờ biển, rộng 1-5m, dài
5 - 20m, cao 1 - 2m. Thành phần chủ yếu là cát hạt nhỏ, độ chọn lọc tốt, độ mài tròn
trung bình. Cát có thành phần thạch anh chiếm 70 - 90%, felspat, mica chiếm 5
-10%, các khoáng vật khác 5 - 10%, dày 1 - 5m.
+ Các trầm tích Đệ tứ không phân chia (Q): là các thành tạo tàn tích, đã
b) Hệ thống đứt gẫy theo phương Đông Bắc - Tây Nam
Hệ thống đứt gãy theo phương Đông Bắc-Tây Nam bao gồm bốn đứt gãy:
+ Đứt gãy sông Luộc
+ Đứt gãy Thái Bình-Hải Phòng
+ Đứt gãy Thụy Anh-Đồ Sơn
+ Đứt gãy Văn Lý-Tiền Hải-Hòn Dấu
Các hệ thống đứt gẫy này thường tạo ra các đoạn cong gấp dị thường của các
sông Thái Bình, Văn Úc, Lạch Tray, Cửa Cấm và các đoạn thẳng dị thường của bờ
biển (Bàng La-Đại Hợp). Được phủ trên bởi lớp trầm tích Đệ tứ.
Hệ thống đứt gẫy phương á vĩ tuyến: phát triển rộng lớn ở khu vực Đông Bắc
gồm đứt gãy Tràng Kênh, đứt gẫy Kinh Môn, đứt gãy Mỹ Sơn-Hoàng Tân và đứt
gãy cắt ngang khu vực nghiên cứu là Kinh Điền-Cát Hải-Phú Long, các hệ thống
đứt gãy này liên kết chặt chẽ với các đứt gẫy phương Đông Bắc – Tây Nam, tạo nên
các khối nâng, là các vùng đồi núi phía Tây Bắc và Tây Nam thành phố Hải Phòng.
Lê Huy Sự – K51 ĐKT-ĐMT ĐHKHTN -ĐHQGHN
14
Khóa luận TN “Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật đất nền phục vụ phát triển bền vững khu vực Đồ Sơn”
Hệ thống đứt gẫy phương á kinh tuyến: kém phát triển (có thể thấy ở núi
Voi, Đông Gia Luận – Khe Sâu). Hoạt động của hệ thống này chủ yếu theo cơ chế
trượt bằng, cùng với hệ thống khác làm dịch chuyển khối tảng, làm phức tạp hóa
bình đồ cấu trúc hiện đại.
2.3.2 Hoạt động nâng hạ trong Tân kiến tạo (TKT) và Kiến tạo hiện đại
(KTHĐ)
Dựa theo tài liệu phân tích hệ thống đứt gẫy, địa vật lý, địa mạo và trầm tích
có thể phân biệt các đới kiến trúc nâng hạ trong TKT và KTHĐ.
a) Các đới nâng tương đối mạnh trong TKT và KTHĐ
Trong khu vực có 3 đới nâng với biên độ khác nhau trong các thời đại địa
chất khác nhau.
+ Đới nâng Kiến An –Đồ Sơn: tạo nên kiến trúc hình thái dương và chia khu
vực bờ biển hiện đại Hải Phòng thành 2 phần Đông Bắc và Tây Nam Đồ Sơn. Biên
Đông giáp phường Ngọc Xuyên và phường Vạn Hương; Tây giáp huyện Kiến
Thụy; Nam giáp vịnh Bắc Bộ; Bắc giáp phường Minh Đức và huyện Kiến Thụy.
Đi dọc đê Bằng La từ Xuân Lễ về phía của sông Văn Úc, có thể quan sát
thấy rừng ngập mặn 7-10 năm tuổi trồng để bảo vệ đê biển phát triển mạnh, mật độ
dày (ảnh 11). Các khu vực lạch triều bên ngoài đê Bằng La còn là nơi neo đậu tàu
thuyền (ảnh 12).
Vào thời điểm khảo sát, đê Bằng La đang trong giai đoạn thi công kè bê tông
áp mái nhằm bảo vệ mái và thân đê ( ảnh 13).
3.1.2 Khảo sát khu vực Đê Biển I
Đi dọc tuyến đê từ khu vực doanh trại Trung đoàn 925, rừng ngập mặn bảo
vệ đê còn thưa thớt, nhiều khu vực cây còn nhỏ, chưa có tác dụng bảo vệ thân đê
(ảnh 14). Tiếp tục hành trình thì mức độ bao phủ rừng được tăng lên nhưng độ che
phủ còn rất mỏng, thưa thớt, không đồng đều. Đến vị trí lấy mẫu cách trung đoàn
925 khoảng 4km thì rừng ngập mặn phát triển mạnh (ảnh 15), độ che phủ dày tiếp
theo là khu vực nuôi trồng thủy sản (ảnh 16).
3.2 Phương lấy mẫu thí nghiệm ngoài hiện trường
3.2.1 Khảo sát và lấy mẫu thực địa trong hố đào
Khảo sát thực địa được tiến hành theo tuyến cắt ngang các thành tạo địa chất
có mặt trong khu vực. Tại các điểm khảo sát, các vết lộ của đá gốc được mô tả, ghi
chép và lấy mẫu. Các taluy đường, các sườn dốc được vẽ, ghi chép vào nhật ký. Các
Lê Huy Sự – K51 ĐKT-ĐMT ĐHKHTN -ĐHQGHN
16
Khóa luận TN “Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật đất nền phục vụ phát triển bền vững khu vực Đồ Sơn”
ký hiệu mẫu và vị trí lấy mẫu đất, đá đều được thể hiện trên bản đồ tuyến khảo sát
và vị trí lấy mẫu địa hình (hình 3). Tại mỗi taluy đường hoặc các hố đào đã tiến
hành lấy 3 loại mẫu đó là: mẫu phá hủy, mẫu nguyên trạng, mẫu đất đắp.
Phương pháp đóng ống mẫu thủ công đã được sử dụng. Đoạn ống nhựa
(đường kính 7,6cm, dài 20cm), được đóng vào trong đất tới khi ngập hết ống. Cắt
chân ống mẫu bằng cách đào hố sâu xung quanh ống. Làm phẳng 2 dầu ống mẫu
bằng dao, dùng túi nilong và băng dính bọc kín mẫu sau khi đã ghi nhãn với đầy đủ
trạng
1.5
Sét pha, màu nâu vàng, dẻo
cứng.
4 DS2
Đê I Đồ
Sơn
Mẫu
phá hủy
1.5
Sét pha, màu nâu vàng, dẻo
cứng, độ sâu lấy mẫu 1,5m
5 DS3
Đoạn cuối
đê I Đồ
Sơn
Mẫu phá
hủy
2.0
Bùn sét, bùn cát, màu xám
đen, trạng thái dẻo chảy.
6 NX1
Ngọc
Xuyên
Mẫu đầm
chặt
0.5
Sét pha, màu nâu vàng
7 DK1 Đoàn Kết
Mẫu phá
đầu cân lượng đất trên từng cấp rây. Ghi chép số liệu và lập bảng tính toán kết quả
thí nghiệm.
+ Rây ướt: Với các mẫu đất hạt mịn chiếm khoảng 70 – 80% trở lên, lấy
350g mẫu đất thí nghiệm, cho vào rây có kí hiệu #200 (kích thước mắt rây 0,075
mm). Cho cả rây vào bể chứa nước, đãi đất trong khoảng 10 – 15 phút, sau đó cho
rây vào vòi nước, vặn nước chảy từ từ qua rây. Đến khi mẫu trên rây không thể tan
ra được nữa thì bỏ rây ra, cho mẫu còn sót lại trên rây và bát sứ và mang đi sấy khô.
Cân mẫu đã sấy khô, tiến hành rây khô với lượng mẫu này, ghi chép số liệu và lập
Lê Huy Sự – K51 ĐKT-ĐMT ĐHKHTN -ĐHQGHN
18
Khóa luận TN “Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật đất nền phục vụ phát triển bền vững khu vực Đồ Sơn”
bảng tính toán thí nghiệm. Kết quả đường cong phân bố độ hạt của các mẫu đất
được thể hiện trong phụ lục A.
b) Xác định độ ẩm của đất: Theo TCVN 4196-1995
Cho mẫu cần đo độ ẩm vào hộp mẫu, cân trọng lượng đất ẩm + hộp (m
w
).
Mẫu được sấy ở nhiệt độ 105 + 3
0
C. Sau 4 - 5h hoặc khi kiểm tra thấy trọng lượng
hộp + mẫu không thay đổi, ghi lại trọng lượng hộp + mẫu đã sấy khô (m
S
) sau đó
tính giá trị độ ẩm w (%) theo công thực:
w (%) = [(m
w
- m
s
)/(m
s
trở thành bất định vì có sự khác biệt giữa ẩn số và phương trình.
Để khắc phục vấn đề này, nhằm đưa bài toán trở thành xác định, các phương
pháp thông thường và đơn giản hoá Bishop được sử dụng. Sau đó kết hợp giả thiết
với các phương trình cân bằng lực và moment để xác định hệ số an toàn (Fs).
Lê Huy Sự – K51 ĐKT-ĐMT ĐHKHTN -ĐHQGHN
19
Khóa luận TN “Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật đất nền phục vụ phát triển bền vững khu vực Đồ Sơn”
X
L
R
X
E
R
L
E
W
R
kw
N
α
l
l:m
o
H
b
Hình 4: Minh họa cho phương pháp đơn giản hóa Bishop
Giả thiết bỏ qua các lực tác dụng dọc theo cạnh bên các mảnh mà chỉ xét các
lực tác dụng tương hỗ theo phương nằm ngang, cân bằng lực theo phương thẳng
đứng có thể xác định được N.
sin
1
1
n
c l W u l tg M
i i i i i i i i
i
i
F
s
n
W
i
i
i
α α ϕ α
α
÷
+ −
∑
=
=
∑
=
(*)
Như vậy “ Hệ số an toàn (Fs) là số lần mà sức kháng cắt cần giảm đi để
cho khối đất ở trạng thái cân bằng giới hạn, dọc theo mặt trượt giả định”. Mặt
trượt nguy hiểm nhất là mặt trượt có (Fs) nhỏ nhất.
Từ cơ sở lý thuyết ở trên, phần mềm SLOPE/W được xây dựng. Bằng cách
lần lượt thay đổi vị trí tâm O và thay các giá trị bán kính R khác nhau ta được các
mặt trượt giả định khác nhau mà ứng với mỗi trường hợp sẽ có một hệ số an toàn.
Trong báo cáo đã tiến hành lập 6 mặt cắt dùng để tính ổn định cho mái dốc
tại khu vực Đê I Đồ Sơn và đê Bàng La. Kết quả phân tích ổn định mái dốc mỏ vật
liệu xây dựng tại Đê I Đồ Sơn và đê Bàng La được trình bầy trong phụ lục G.
Lê Huy Sự – K51 ĐKT-ĐMT ĐHKHTN -ĐHQGHN
21
Khóa luận TN “Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật đất nền phục vụ phát triển bền vững khu vực Đồ Sơn”
CHƯƠNG IV
TỔNG QUAN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH, ĐỊA CHẤT THỦY VĂN VÀ CÁC
HIỆN TƯỢNG ĐỊA CHẤT ĐỘNG LỰC CÔNG TRÌNH KHU VỰC ĐỒ SƠN,
HẢI PHÒNG
4.1 Tổng quan đặc điểm địa chất công trình của các trầm tích Đệ tứ
Dựa vào bản đồ địa chất đô thị khu vực Hải Phòng tỷ lệ 1: 50000 của
Nguyễn Đức Đại và Ngô Quang Toàn (1995) [8], cũng như bản đồ Địa chất công
trình thành phố Hải Phòng do Nguyễn Đức Đại (1996) thành lập (hình 5), cấu trúc
nền đất của khu vực nghiên cứu được mô tả dưới đây:
4.1.1 Trầm tích nhân tạo (đất đắp, đất lấp)
Lớp này có bề dầy 0.5 - 1.5 - 2m gồm cát, sét pha, sét lẫn các phế liệu xây
dựng, và sinh hoạt. Vì thành phần hỗn hợp, độ chặt rất bất đồng nhất nên với loại
đất này thường phải xử lý hoặc loại bỏ khi xây dựng.
4.1.2 Trầm tích sông (aQ
2
3
tb
2
muộn (amQ
2
2-3
tb
1
), phân bố rộng khắp trên hầu hết diện tích các huyện Thuỷ
Nguyên, An Hải, Tiên Lãng, Vĩnh Bảo, nội thành Hải Phòng, dày đến 17m. Tuỳ
Lê Huy Sự – K51 ĐKT-ĐMT ĐHKHTN -ĐHQGHN
22
Khóa luận TN “Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật đất nền phục vụ phát triển bền vững khu vực Đồ Sơn”
thuộc vào địa hình cao hay trũng thấp mà chúng ở trạng thái từ dẻo cứng đến chảy
chuyển thành bùn sét, bùn sét pha, thuộc loại đất yếu. Tổng hợp kết quả thí nghiệm
tính chất cơ lý của chúng được trình bày trong bảng 4.
Bảng 3. Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học aQ
2
3
tb
2
[9]
Các chỉ tiêu
Các kiểu thạch học
Bùn sét
Bùn sét
pha
Sét pha Cát pha
Số lượng mẫu 7 3 5 4
- Cát (2-0,05mm) 112,0 54,7 13,2 50
- Bụi (0,05-0,005mm) 56.7 29.0 61.6 30
- Sét <0.005mm 32.1 16.3 52.2 20
Độ ẩm. % 49.1 34.04 30,88 25.8
0.056 0.044 0.134 0.023
Sức chịu tải, kg/cm
2
0.5 0.7 1.8 1.7
Hàm lượng hữu cơ, % 1.58 0.7 0.35
Bảng 4. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học amQ
2
2-3
tb
1
[9]
Lê Huy Sự – K51 ĐKT-ĐMT ĐHKHTN -ĐHQGHN
23
Khóa luận TN “Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật đất nền phục vụ phát triển bền vững khu vực Đồ Sơn”
Các chỉ tiêu
Các kiểu thạch học
Bùn
sét
Bùn sét
pha
Sét
Sét pha
Cát pha
Số lượng mẫu 143 75 45 71 13
- Cát (2-0,05mm) 13.2 21.5 17.6 21.6 30.3
- Bụi (0,05-0,005mm) 52.2 53.9 57.4 56.7 60.8
- Sét <0.005mm 34.6 24.6 32.0 21.7 9.1
Độ ẩm. % 50.7 39.39 34.5 32.35 28.6
Khối lượng thể tích, g/cm
3
0.059 0.051 0.121 0.115 0.047
Sức chịu tải, kg/cm
2
0.4 0.5 1.4 1.3 1.6
Hàm lượng hữu cơ, % 2.1 1.3 1.45 0.9 0.6
Sét pha, sét màu xám, xám vàng loang lổ, vàng đỏ, thuộc phụ hệ tầng Vĩnh
Phúc trên, tuổi Pleistocen (maQ
1
3
vp
2
) không chỉ có mặt trên hầu hết các lỗ khoan
mà còn lộ ra trên mặt ở ven rìa các đồi núi thấp ở vùng bắc Thuỷ Nguyên… dày
3.5m. Bề mặt phong hoá là ranh giới giữa các phức hệ thạch học tuổi Pleistocen
muộn và Holocen. Đôi khi có độ ẩm cao chuyển sang bùn sét pha hoặc cát pha. Kết
quả thí nghiệm tính chất cơ lý của chúng được tổng hợp trong bảng 5.
Bảng 5. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học maQ
1
3
vp
2
[9]
Lê Huy Sự – K51 ĐKT-ĐMT ĐHKHTN -ĐHQGHN
24
Khóa luận TN “Nghiên cứu đặc điểm địa kỹ thuật đất nền phục vụ phát triển bền vững khu vực Đồ Sơn”
Các chỉ tiêu
Các kiểu thạch học
Bùn sét
pha
Sét Sét pha Cát pha
53’
Lực dính kết , kg/cm
2
0.0474 0.1888 0.128
Sức chịu tải, kg/cm
2
0.6 2.2 1.9
Hàm lượng hữu cơ, % 2.17
Cát lẫn sỏi, sạn bụi, sét ít tàn tích thực vật, màu xám vàng, thuộc phụ hệ tầng
Vĩnh Phúc trên, tuổi Pleistocen muộn (amQ
1
3
vp
2
), chiều dày mỏng 4-6m, nằm sâu
Lê Huy Sự – K51 ĐKT-ĐMT ĐHKHTN -ĐHQGHN
25
Copyright: Tài liệu đại học ©