BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯƠNG HÀ NỘI
KHOA ĐỊA CHẤT

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN
NĂM HỌC 2016 - 2017

TÊN ĐỀ TÀI
PHÂN CHIA CÁC KIỂU CẤU TRÚC NỀN ĐỊA
CHẤT VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA
CHÚNG ĐỐI VỚI TAI BIẾN LÚN MẶT ĐẤT
KHU VỰC QUẬN HOÀNG MAI – THÀNH PHỐ
HÀ NỘI
Thuộc nhóm ngành khoa học: Địa chất

HÀ NỘI, THÁNG 05 – NĂM 2017


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯƠNG HÀ NỘI
KHOA ĐỊA CHẤT

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN
NĂM HỌC 2016 - 2017

TÊN ĐỀ TÀI
PHÂN CHIA CÁC KIỂU CẤU TRÚC NỀN ĐỊA
CHẤT VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA
CHÚNG ĐỐI VỚI TAI BIẾN LÚN MẶT ĐẤT



THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1. Thông tin chung
-

Tên đề tài: “Phân chia các kiểu cấu trúc nền địa chất và đánh giá ảnh hưởng
của chúng đối với tai biến lún mặt đất khu vực Quận Hoàng Mai – Thành phố
Hà Nội”.

-

Nhóm sinh viên thực hiện: Dư Tiến Minh (Nhóm trưởng)
La Thùy Dung
Nguyễn Quốc Thành

-

Lớp: ĐH4KĐ

Khoa: Địa Chất

Năm thứ: 3 / Số năm đào tạo: 4

-

Ngành học: Kỹ thuật địa chất

-


Ý nghĩa thực tiễn:
+ Các kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học để tham khảo phục vụ cho việc
đánh giá ảnh hưởng của lún mặt đất cũng như dự báo sự lan rộng của hiện
tượng này.
+ Dựa trên kết quả đã nghiên cứu được, bổ trợ cho công tác thiết kế thi công
xây dựng nền móng các công trình, phân bố quy hoạch đất, phân vùng sử
dụng và khai thác có hiệu quả.

ii


+ Làm cơ sở bổ sung cho các lí luận khoa học của các công trình, đề tài nghiên
cứu tiếp theo trong các vấn đề liên quan.
4. Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và
khả năng áp dụng của đề tài
-

Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần làm sáng tỏ ảnh hưởng của đặc điểm cấu
trúc nền địa chất với tai biến lún sụt tại khu vực nghiên cứu là Quận Hoàng Mai
– Thành phố Hà Nội.

-

Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học phụ vụ cho công tác thiết kế thi công xây
dựng nền móng các công trình đảm bảo công trình được xây dựng, sử dụng ổn
định, trách các tai biến và thiệt hại có thể xảy ra.

-

Kết quả nghiên cứu phụ vụ cho công tác, hoạt động quy hoạch phân bố đất, phân

Ý nghĩa khoa học: Tác giả đã nghiên cứu đặc điểm phân bố, thành phần vật chất,
đặc tính cơ lý tại các khu vực khác nhau, đã khẳng định tại khu vực quận Hoàng Mai
tồn tại tầng đất yếu, chiều dày lớn, thành phần là bùn sét, bùn sét pha, sét pha dẻo chảy
lẫn vật chất hữu cơ.Tầng đất yếu này có đặc điểm là khả năng chịu tải thấp, mức độ biến
dạng lớn.
Ý nghĩa thực tế:
Tác giả đã xây dựng những kịch bản hạ thấp mực nước dưới đất trong tương lai và
đánh giá mức độ lún mặt đất theo tầng kịch bản. Đây là một thông tin góp phần xây
dựng cơ sở khoa học dự báo và phòng chống các tai biến địa chất tiềm ẩn trong quá trình
đô thị hóa.
Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học ban đầu, có thể bổ sung thêm thành tài liệu
tham khảo có giá trị, khi được bổ sung, nghiên cứu chi tiết thêm sẽ là cơ sở khoa học
giúp cho các cơ quan quản lý Nhà nước có các giải pháp phù hợp quản lý các hoạt động
nhân sinh, khai thác hợp lý lãnh thổ.

Ngày
Xác nhận của trường đại học

tháng

năm 2017

Người hướng dẫn

ThS. Nguyễn Khắc Hoàng Giang

Ngày

tháng


II. QÚA TRÌNH HỌC TẬP
 Năm thứ 1:
Ngành học: Địa chất khai thác mỏ

Khoa: Địa chất

Kết quả xết loại học tập trung bình năm: 2,23 (Trung bình)
 Năm thứ 2:
Ngành học: Địa chất khai thác mỏ

Khoa: Địa chất

Kết quả xết loại học tập trung bình năm: 3,12 (Khá)

Ngày
Xác nhận của trường đại học

tháng

năm 2017

Sinh viên chịu trách nhiệm chính
thực hiện đề tài

Dư Tiến Minh

v


MỤC LỤC

ĐẤT BỊ HẠ THẤP TẠI KHU VỰC QUẬN HOÀNG MAI. ...................................32

vi


4.1. Đánh giá ảnh hưởng của cấu trúc nền địa chất đối với các công trình xây dựng trong
bối cảnh mực nước dưới đất bị hạ thấp tại khu vực quận Hoàng Mai thành phố Hà Nội
.......................................................................................................................................32
4.1.1. Tác động của tầng đất yếu và mực nước dưới đất đến các công trình xây dựng
.......................................................................................................................................32
4.1.2. Tính toán, đánh giá lún mặt đất ...........................................................................35
4.1.3. Đánh giá ảnh hưởng của tầng đất yếu đối với các công trình xây dựng tại khu vực
quận Hoàng Mai, thành phố Hà Nội. .............................................................................51
4.2. Đề xuất giải pháp. ...................................................................................................51
KẾT LUẬN ................................................................................................................. 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 554

vii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Một số nhà hư hỏng do nghiêng lún điển hình trên địa bàn Hà Nội ...............8
Bảng 1.2: Bảng số liệu mức độ lún mặt đất (mm) của lần lượt 3 khu vực: Mai Dịch,
Thành Công, Pháp Vân..................................................................................................11
Bảng 1.3: Kết quả khảo sát mực nước ngầm tại khu vực tính đến năm 2010. ..............12
Bảng 3.1: Tình hình sử dụng đất trong đê trên địa bàn quận Hoàng Mai. ....................24
Bảng 4.1: Độ lún theo thời gian của phụ kiểu 1.1 (lỗ khoan đặt tại UBND Vĩnh Hưng)
sau 25 năm .....................................................................................................................37
Bảng 4.2: Độ lún theo thời gian của phụ kiểu 1.2 (lỗ khoan đặt tại Quân khu thủ đô)
sau 25 năm .....................................................................................................................37

Hình 3.6: Chú giải các thành tạo trầm tích kiểu 3 .........................................................29
Hình 3.7: Cấu trúc nền địa chất kiểu trầm tích kiểu 4 và các phụ kiểu .........................30
Hình 3.8: Chú giải các thành tạo trầm tích kiểu 4 .........................................................30
Hình 3.9: Bản đồ phân bố các kiểu cấu trúc quận Hoàng Mai ......................................31
Hình 4.1: Hiện trường sự cố sụt lún nền sảnh tầng 1 tòa nhà N5, khu chung cư Đồng
Tàu, Phường Thịnh Liệt, quận Hoàng Mai, Hà Nội ......................................................32
Hình 4.2: Công trình xây dựng tòa nhà bên đường Ung Văn Khiêm, quận Bình Thạnh,
TP HCM đang thi công phần móng thì xảy ra sự cố sụt lún địa chất............................33
Hình 4.3: Hiện trường sụt lún bên trong ngôi nhà số 135B, tại thị trấn Quốc Oai, Hà Nội
.......................................................................................................................................34
Hình 4.4: Sơ đồ tính toán lún theo phương pháp cộng từng lớp. ..................................35
Hình 4.5 : Biểu đồ độ lún cấu trúc nền địa chất kiểu 1 sau 25 năm. .............................38
Hình 4.6: Độ lún tại phụ kiểu 1 (lỗ khoan đặt tại UBND Vĩnh Hưng) sau 25 năm trong
bán kính 10m bằng mô hình Settle 3D. .........................................................................39
Hình 4.7: Độ lún tại phụ kiểu 2 (lỗ khoan đặt tại Quân khu thủ đô) sau 25 năm trong
bán kính 10m bằng mô hình Settle 3D. .........................................................................39
Hình 4.8: Độ lún tại phụ kiểu 3 (lỗ khoan đặt tại Pháp Vân) sau 25 năm trong bán kính
10m bằng mô hình Settle 3D. ........................................................................................40

ix


Hình 4.9 : Biểu đồ độ lún cấu trúc nền địa chất kiểu 2 sau 25 năm. .............................41
Hình 4.10: Độ lún tại phụ kiểu 1 sau 25 năm trong bán kính 10m bằng mô hình Settle 3D
.......................................................................................................................................42
Hình 4.11: Độ lún tại phụ kiểu 2 sau 25 năm trong bán kính 10m bằng mô hình Settle 3D
.......................................................................................................................................42
Hình 4.12 : Biểu đồ độ lún cấu trúc nền địa chất kiểu 3 sau 25 năm. ...........................45
Hình 4.13: Độ lún tại phụ kiểu 1 (lỗ khoan đặt tại Yên Sở) sau 25 năm trong bán kính
10m bằng mô hình Settle 3D. ........................................................................................46


Lực kết dính

3

Cv

Hệ số cố kết

4

Cc

Chỉ số nén sơ cấp

5

Cr

Chỉ số nén thứ cấp

6

e0

Hệ số lỗ rỗng

7

G


Độ lỗ rỗng

13

OCR

Chỉ số quá cố kết

14

SPT

Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn

15

Sgh

Độ lún cho phép

16

W

Độ ẩm tự nhiên

17

w

xếp vào nhóm đất đá có thành phần tính chất đặc biệt [1]. Đặc điểm của loại đất này là
có chứa hàm lượng hữu cơ cao, độ bền thấp, tính biến dạng lớn và dễ bị biến đổi khi có
tác động của các hoạt động nhân sinh cũng như sự thay đổi của môi trường xung quanh.
Kết quả đo vẽ bản đồ địa chất vùng Hà Nội và các kết quả khảo sát địa chất công
trình trên địa bàn thành phố Hà Nội cho thấy, tầng đất yếu này phân bố khá rộng rãi,
chiều dày khá lớn, phân bố gần mặt đất và là nguyên nhân đã làm cho không ít công
trình xây dựng bị lún, nứt nghiêm trọng. Mặt khác, trong thời gian gần đây, cùng với tốc
độ đô thị hóa ngày càng nhanh, các hoạt động xây dựng và phát triển kinh tế ở Hà Nội
đã gây ra biến đổi mạnh mẽ tầng trầm tích này. Những biến đổi đó đã làm ảnh hưởng
tới các hoạt động kinh tế - công trình. Đặc biệt ở khu vực quận Hoàng Mai đã xảy ra
nhiều điểm lún - sụt mặt đất gây hậu quả nghiêm trọng làm hư hỏng và phá hủy công
trình xây dựng như: khu chung cư N5 Đồng Tàu - Thịnh Liệt, Thành Công, Pháp Vân,
...
Hiện tượng lún mặt đất xảy ra do nhiều nguyên nhân, có quan hệ mật thiết với cấu
trúc nền đất và nước dưới đất. Để làm rõ hơn ảnh hưởng của cấu trúc nền đất đối với
các tai biến địa chất (lún mặt đất) nhóm nghiên cứu đã lựa chọn đề tài: “Phân chia các
kiểu cấu trúc nền địa chất và đánh giá ảnh hưởng của chúng đối với tai biến lún
mặt đất khu vực Quận Hoàng Mai – Thành phố Hà Nội”
Kết quả của việc nghiên cứu đề tài này góp phần giải thích thêm về nguyên nhân
xảy ra hiện tượng lún mặt đất, đồng thời nó có thể làm cơ sở để đưa ra các biện pháp
khắc phục, xử lý tai biến khi xây dựng các công trình trên khu vực quận Hoàng Mai một
cách thích hợp và kịp thời.
Mục tiêu đề tài
- Phân chia nền đất trong khu vực nghiên cứu thành các kiểu nền địa chất khác
nhau trên cơ sở các tính chất , chỉ tiêu cơ lý, quan hệ không gian của các lớp đất.

1


- Đánh giá ảnh hưởng của chúng đối với tai biến lún mặt đất tại khu vực nghiên

Nằm ở vị trí đặc biệt, là nơi giao thoa của các cấu trúc kiến tạo có chế độ hoạt
động khác nhau thuộc vùng trũng Hà Nội nằm gối trên móng uốn nếp của các thành tạo
địa chất có tuổi từ đại Nguyên sinh cho đến Trung sinh, thuộc miền kiến tạo Đông Bắc
(hay còn gọi là khối lục địa Nam Trung Hoa) và Tây Bắc Việt Nam (hay còn gọi là khối
Đông Dương), thành phố Hà Nội hiện nay có lịch sử phát triển địa chất lâu dài, hình
thành từ trước 500 triệu năm đến ngày nay.
Về mặt kiến tạo, đây là nơi tập trung các đới kiến trúc của vòng Sông Hồng có
cấu trúc kiến tạo rất phức tạp, mức độ động và dập vỡ của vỏ Trái đất mạnh, kèm theo
đó là những chuyển động kiến tạo mang tính phân dị cao giữa các khối tảng, mà ranh
giới của chúng là các đứt gãy.
Trên toàn diện tích của thành phố Hà Nội có mặt các thành tạo địa chất rất cổ
(Proterozoi) cho đến các thành tạo trầm tích Holocen hiện đại. Các thành tạo trước Đệ
tứ phân bố chủ yếu ở khu vực đồi núi thuộc các huyện Sóc Sơn, Mê Linh, Ba Vì, Thạch
Thất, thị xã Sơn Tây, các huyên Quốc Oai, Chương Mỹ, Ứng Hoà, Mỹ Đức…, các thành
tạo trầm tích Đệ tứ phân bố ở các quận huyện còn lại của Hà Nội.
Trong phạm vi khu vực nghiên cứu có rất nhiều loại đất đá khác nhau cả về tuổi
lẫn thành phần vật chất và độ bền cơ học. Chúng có thể là loại được gắn kết rất bền vững
và rắn chắc, cũng có thể là loại chưa được gắn chặt, còn ở trạng thái bở rời.
Cấu trúc nền nhiều lớp phức tạp, trên cùng chủ yếu là đất loại sét tuổi Holocen
nguồn gốc chiều dày thường nhỏ hơn 5m, giữa là bùn hoặc là bùn sét pha tuổi Holocen,
nguồn gốc bùn đầm lầy, chiều dày 15 - 20m, dưới là đất sét, cát sông nguồn gốc sông,
tuổi Pleistocen.
Cấu trúc nền gồm đất loại sét nguồn gốc sông tuổi Holocen (ở trên) có chiều dày
5 - 10m và cát sông tuổi Holocen có độ chặt trung bình (ở dưới) phân bố khá rộng phía
Văn Điển huyện Thanh Trì.
Trong khi đó bùn nguồn gốc hồ - đầm lầy tuổi Holocen phân bố rộng chủ yếu ở
Yên Sở, Tân Mai, chiều dày lớp bùn khoảng 5 - 17m.

3


Than bùn có rải rác ờ các hồ vùng Yên Sờ với trữ lượng không nhiều, tầng dầy lớp
than có thể khai thác rất mỏng, thêm vào đó các mẫu than bùn qua thí nghiệm cho
thấy năng suất tỏa nhiệt không cao (từ 3.800 5.300 calo/kg). Do vậy, việc khai thác

4


than bùn ở vùng này là không có hiệu quả kinh tế. Trong quá trình khoan thăm dò địa
tầng đã phát hiện trên địa bàn phường Định Công có mỏ nước khoáng hiện đã đưa
vào khai thác, song hàm lượng các nguyên tố vi lượng không cao và trữ lượng cũng
không lớn.
1.2. Một số quan điểm về cấu trúc nền địa chất
Nền công trình được hiểu là chiều dày lớp đất, đá nằm dưới đáy móng, có tác
dụng tiếp thu tải trọng công trình bên trên do móng truyền xuống từ đó phân tán tải trọng
đó vào bên trong nền. Một cách đơn giản có thể hiểu nền là nửa không gian phía dưới
đáy móng, còn một cách cụ thể thì phải hiểu nền là một không gian có giới hạn dưới đáy
móng.
Cấu trúc nền có thể hiểu là quan hệ sắp xếp trong không gian của các lớp đất đá
với đặc điểm khác nhau (diện phân bố, thành phần, trạng thái và tính chất cơ lý,...). Có
rất nhiều các quan điểm khác nhau về cấu trúc nền địa chất:
Theo tác giả Lê Trọng Thắng: “Cấu trúc nền là phần tương tác giữa công trình
và môi trường địa chất, được xác định bởi quy luật phân bố trong không gian, khả năng
biến đổi theo thời gian của các thành tạo đất đá có tính chất địa chất công trình xác định
diễn ra trong vùng ảnh hưởng của công trình”.
Tác giả Nguyễn 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
chầt công trình của các lớp đất, đá nằm trong vùng nén ép của công trình”.
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 quy luật phân bố theo
chiều sâu các thành tạo đất đá có liên kết kiến trúc, nguồn gốc, tuổi, thành phần, cấu trúc

1.1.

Hình 1.1: Vết nứt ngang ở tường nhà do lún công trình trên nền đất yếu. Trung
tâm Da Liễu – Chi Lăng, 1999

6


Hình 1.2: 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)

Hình 1.3: Hạ tầng giao thông xuất hiện vết lún nứt lớn khu Pháp Vân – Tứ
Hiệp, 2016

7


Bảng 1.1: Một số nhà hư hỏng do nghiêng lún điển hình trên địa bàn Hà Nội
(Nguồn: tình trạng nghiêng, lún của các công trình dân dụng tại hà nội và một số kiến
nghị về biện pháp phòng ngừa - tạp chí khcn xây dựng - số 3/2011)

TT

S
Tên cống trình

Đặc điểm

Hiện trạng


B7 Thành Cồng

Xây dựng 1978, nhà 5
tầng, móng bè

nghiêng nhiều, đã gia cường đơn
nguyên lún nhiều nhất. Do đơn
nguyên còn lại lún mạnh nên đã dỡ
bỏ toàn bộ để xây mới.
Tổng độ lún tới 80 cm, lún

5

5
E7 Thành công

Xây dựng 1978, nhà 5

nghiêng 1,6% theo chiều dọc, tốc

tầng, móng bè

độ lún tới 2,8 mm/tháng, đã gia
cường móng

6

7
E3 Thành Công


Tốc độ lún 2,0 mm/tháng, nghiêng
1
1

A6 Giảng Võ

Xây dựng 1975, nhà 5 mạnh, khe lún tách ra đến Im tại vị
tầng, móng bè

trí đỉnh nhà, độ nghiêng lớn nhất
đến 6,6%; dỡ bỏ, xây mới

1
2
1
3

Giảng Võ

A1 Giảng Võ

Nhà 5 tầng, móng bè
Xây dựng 1975, nhà 5
tầng, móng bè

Tốc độ lún 1,15-1,78 mm/thảng

Lún lệch, độ nghiêng 2%; dỡ bỏ

Khu vực Ngọc Khánh

4

1
A2 Ngọc Khánh

tầng, khung BTCT tầng
1, trên xây gạch, móng
bè đệm cát

5

6

Lún hơn 100 cm khi thi công tới
tầng 4, phải dỡ bỏ tầng này

Tổng độ lún trên 80 cm, tốc độ lún
lớn nhất 3,8 mm/tháng, đã gia
cường móng

Lún hơn 100 cm khi thi công tới
tầng 4, phải dỡ bỏ tầng này

Tổng độ lún trên 80 cm, tốc độ lún
lớn nhất 3,8 mm/tháng, đã gia
cường móng

1
A2 Ngọc Khánh


E8 Quỳnh Mai

Thành

2

tầng, móng cọc tháp

78 Nguyễn Du

2,5 mm/tháng

Nhà 5 tầng, móng bè

Tốc độ lún 2,16-2,32 mm/tháng

Xây dưng 1935, nhà 3
tầng, 1 tầng hầm, móng
bè
biệt thự 3 tâng, móng
băng

2
Nhà 31 Trần Phú

Biệt thự, xây dựng
khoảng 1940, biệt thự 3
tầng, móng băng

Bạch Mai

Tổng độ lún 10-80 cm, lệch dọc
nhà, đã gia cường móng
Độ lún tuyệt đối đén 70 cm, lún
lệch 50 cm
Tốc độ lún năm 2003 là
1,5mm/tháng, độ nghiêng lớn hơn
3%, đã chống lún và cân bằng lại
nhà năm 2004 (IBST)

Nhà 3 tầng có bể rộng
2,2m, có ban công đua ra

Đổ năm 2003

1,2m, móng bè

Nhà sồ 14 ngõ 91,
Nghiêng khoảng 20 cm (1%) theo
2
Nhà 5 tầng, móng bè, cọc
Nguyễn Chí Thanh,
phương ngang nhà (đỉnh nhà đỗ ra
9
tre
Hà Nội
phía ngõ), độ lún khoảng 16cm
Ở thành phố Hà Nội, tại một số khu vực có tầng đất yếu cũng như có sự khai
thác nước dưới đất tập trung như ở Mai Dịch, Lương Yên, Pháp Vân, Hạ Đình,… bước
đầu đã ghi nhận được lún mặt đất diễn ra rõ rệt. Tính từ năm 1997, những nơi có nền đất
yếu đã lún xấp xỉ 0,5m. Kết quả quan trắc trong nhiều năm qua cho thấy tình trạng lún


38.80

19.97

2000

4.30

44.37

19.51

2001

1.13

37.03

15.54

2002

1.31

35.97

17.49

2003

Độ sâu mực nước ngầm (m)

Khu vực
Mai Dịch

27,30m

Hạ Đình

34,49m

Pháp Vân

22,30m

Lương Yên

19,23m

Thành Công

19,45m

Trong công trình nghiên cứu: “Quy luật biến thiên mực nước và sụt lún mặt đất
ở Hà Nội”, tác giả Phạm Hoàng Anh, Nguyễn Văn Lâm, Hoàng Văn Long nhận định:
“Sự thay đổi của mực nước ngầm ảnh hưởng tới tốc độ lún”. Theo kết quả quan trắc lún
tại 6 trạm quan trắc từ năm 1994 đến năm 2003 cho thấy: khi mực nước ngầm tăng so
với thời điểm quan trắc trước, độ lún trong khoảng thời gian tương ứng có xu hướng
giảm; và ngược lại, khi mực nước giảm thì độ lún tăng lên. Hiện tượng này thể hiện khá
rõ tại trạm quan trắc Ngọc Hà, Lương Yên, Pháp Vân, Thành Công. Đặc biệt tại Ngọc


12