VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

VŨ VĂN LỢI

ĐẶC ĐIỂM VÀ QUY LUẬT PHÂN BỐ

CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH HOLOCEN

KHU VỰC VEN BIỂN THÀNH PHỐ HẢI PHÕNG

PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN CƠ SỞ HẠ TẦNG

Chuyên ngành: Địa chất học

Mã số: 62 44 02 01

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

HÀ NỘI – 2017

Luận án đƣợc hoàn thành tại: Khoa Các khoa học về Trái đất, Học

viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Đỗ Minh Đức

2. PGS.TS. Doãn Đình Lâm

Phản biện 1:

Phản biện 2:

Phản biện 3:

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Học Viện chấm luận án

tiến sĩ họp tại:………………………………………………………..

vào hồi:……giờ ngày tháng năm 2017

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ

- Thư viện Viện Địa chất

Những công trình khoa học đã công bố của tác giả

có liên quan đến luận án

1. Vũ Văn Lợi (2012), “Đặc điểm các lớp đất yếu khu vực ven biển

huyện Tiên Lãng thành phố Hải Phòng”. Tạp chí Địa kỹ thuật,

số 3 – 2012, tr 35 – 41.

2. Nguyên Văn Bình, Vũ Văn Lợi (2012), “Nghiên cứu các thành

tạo đất yếu và mối liên quan đến hiện tượng lún mặt đất tại

huyện Mỹ Đức, thành phố Hà Nội”. Tạp chí Địa kỹ thuật, số 3 –

2012, tr 57 – 67.

3. Vũ Văn Lợi (2016), “Đặc điểm tướng trầm tích và địa chất công

trình các thành tạo Holocen khu vực ven biển huyện Tiên Lãng,

thành phố Hải Phòng”. Tạp chí các khoa học về trái đất, 38 (1) -

3 – 2016, tr 108 – 117.

4. Vũ Văn Lợi, Doãn Đình Lâm (2016). “Đặc điểm tướng trầm tích

và địa chất công trình các thành tạo Holocen vùng ven biển quận

Hải An, thành phố Hải Phòng”. Tạp chí địa chất, loạt A, số 360,

10/2016, tr 108 – 120.

5. Vũ Văn Lợi, Phạm Nguyễn Hà Vũ, Phạm Văn Quân (2016)

“Kết quả áp dụng phương pháp địa chấn nông phân giải cao

trong công tác khảo sát địa chất xây dựng tuyến ống cấp nước ra

đảo Hòn Dấu (Hải Phòng)”. Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia

Hà Nội: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, tập 32, số 2S

(2016), tr 258 – 266.

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Hải Phòng những năm gần đây có sự phát triển mạnh và hiện

đại hóa cơ sở hạ tầng (CSHT) phục vụ phát triển kinh tế xã hội. Tuy

nhiên, khu vực ven biển thành phố Hải Phòng (TP. HP) tồn tại nhiều

tầng đất yếu, các sự cố lún, lún lệch các công trình xây dựng (CTXD)

xảy ra phổ biến với các mức độ khác nhau, có liên quan trực tiếp đến

nền đất yếu trầm tích Holocen, gây ảnh hưởng nghiêm trọng cơ sở hạ

tầng, thiệt hại lớn về kinh tế, bức xúc trong xã hội. Hiện nay, công

tác khắc phục hậu quả đã và đang được thực hiện, hiệu quả chưa cao,

các giải pháp xử lý nền đất yếu chưa phù hợp với đặc điểm các kiểu

nền đất trong khu vực, do đó, các sự cố lún, lún lệch các CTXD diễn

biến ngày càng phức tạp và có chiều hướng gia tăng.

Các nghiên cứu về trầm tích Holocen, địa chất công trình

(ĐCCT) khu vực HP từ trước đến nay con rời rạc, thiếu chi tiết; chưa

có công trình nghiên cứu tích hợp giữa trầm tích với ĐCCT phục vụ

luận giải các sự cố công trình liên quan đến nền đất yếu trầm tích

Holocen. Do đó, để nhận dạng được quy luật lún, thì cần phải nhận

diện được đặc điểm và quy luật phân bố các thành tạo trầm tích

Holocen khu vực ven biển TP. HP, nhằm giảm thiểu tối đa những sự

cố công trinh xây dựng, cũng như phục vụ một cách có hiệu quả công

tác quy hoạch phát triển bền vững CSHT là một nhu cầu khách quan.

2. Mục tiêu của đề tài

- Làm sáng tỏ đặc điểm và quy luật phân bố các thành tạo trầm

tích Holocen khu vực ven biển thành phố Hải Phòng.

- Xác định mối liên quan giữa đặc điểm trầm tích Holocen với

sự cố công trình xây dựng, từ đó đề xuất các giải pháp phát triển

CSHT trên nền đất yếu.

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

3.1. Đối tƣợng nghiên cứu: Các thành tạo trầm tích Holocen khu

2

vực ven biển thành phố Hải Phòng.

3.2. Phạm vi nghiên cứu: Khu vực ven biển quận Hải An, Dương

Kinh, Đồ Sơn, huyện Tiên Lãng, Kiến Thụy, nằm trong khung tọa độ

địa lý: Kinh độ 106o34’ ÷ 106

o56’; Vĩ độ 20

o34’ ÷ 20

o53’.

4. Nội dung nghiên cứu

1. Nghiên cứu đặc điểm và quy luật phân bố các trầm tích

Holocen khu vực ven biển thành phố Hải Phòng.

2. Nghiên cứu đặc điểm địa chất công trình các trầm tích

Holocen khu vực ven biển thành phố Hải Phòng.

3. Nghiên cứu mối liên quan giữa đặc điểm trầm tích Holocen

với các sự cố công trình xây dựng và đề xuất các giải pháp phát triển

bền vững cơ sở hạ tầng trên nền đất yếu của trầm tích Holocen.

4. Đề xuất các giải pháp xử lý nền đất yếu, phát triển bền vững

cơ sở hạ tầng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng.

5. Luận điểm bảo vệ

Luận điểm 1: Trầm tích Holocen khu vực ven biển Hải Phòng

cộng sinh tướng theo thời gian trong mối quan hệ với sự thay đổi

mực nước biển. Giai đoạn biển tiến Flandrian Holocen sớm - giữa có

4 tướng (bùn đầm lầy ven biển, cát lẫn sạn bãi triều, cát sạn lạch triều

và bùn estuary - vũng vịnh); Giai đoạn biển thoái Holocen giữa -

muộn có 4 tướng (bùn chân châu thổ, bùn cát tiền châu thổ, cát cồn

cát cửa sông và bùn cát đồng bằng châu thổ); Thời kỳ biển dâng hiện

đại có 6 tướng (cát, cát bùn và bùn bãi triều, cát sạn lạch triều, bùn

cát đầm lầy cửa sông và bùn cửa sông hình phễu).

Luận điểm 2: Khu vực ven biển Hải Phòng được phân chia

thành 3 vùng, 7 phụ vùng, 18 khu, tương ứng với 18 kiểu mặt cắt

trầm tích - địa chất công trình đặc trưng. Hiện tượng lún, lún lệch ảnh

hưởng nghiêm trọng đến ổn định các công trình xây dựng, xảy ra

mạnh nhất ở vùng 3 (vùng estuary), tiếp đến là vùng 1 (vùng châu thổ

điển hình) và cuối cùng là vùng 2 (vùng châu thổ nhô cao).

3

6. Những điểm mới của luận án

1. Xác định được tổ hợp cộng sinh tướng trầm tích trong thời

kỳ biển dâng hiện đại, đặc biệt là sự xuất hiện tướng trầm tích bùn

cửa sông hình phễu (meQ22-3

) phân bố khu vực cửa sông Bạch Đằng.

2. Xác định mối tương quan giữa các đặc điểm tướng trầm tích

Holocen với các tính chất cơ lý của đất yếu khu vực ven biển Hải

Phòng. Phân chia chi tiết các loại đất yếu theo các cấp độ khác nhau,

trong đó, một số loại đất yếu bao gồm nhiều tướng trầm tích.

3. Phân chia chi tiết các vùng, phụ vùng và khu phân bố các

kiểu mặt cắt trầm tích - địa chất công trình Holocen, phục vụ phát

triển CSHT khu vực ven biển thành phố Hải Phòng.

4. Đánh giá ảnh hưởng của lún nền đất yếu phục vụ công tác

thiết kế cao độ nền trong quy hoạch xây dựng CSHT và khả năng

ứng phó của các công trình ven biển Hải Phòng trong bối cảnh biến

đổi khí hậu và mực nước biển dâng.

7. Ý nghĩa khoa học và thực tiển của luận án

- Ý nghĩa khoa học: Làm sáng tỏ đặc điểm và quy luật phân bố

trầm tích Holocen khu vực ven biển Hải Phòng, xác định nguyên

nhân và mối liên quan đến tai biến lún, lún lệch gây mất ổn định công

trình trong hoạt động phát triển xây dựng CSHT.

- Ý nghĩa thực tiễn: Làm cơ sở khoa học giải thích nguyên

nhân lún của nền đất yếu, dự báo các khu vực có nguy cơ xảy ra tai

biến địa chất, phục vụ phát triển CSHT một cách hợp lý và bền vững.

8. Bố cục của Luận án

Mở đầu

Chƣơng 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu và đặc điểm khu vực ven

biển thành phố Hải Phòng

Chƣơng 2. Cở sở tài liệu và các phương pháp nghiên cứu.

Chƣơng 3. Đặc điểm và quy luật phân bố trầm tích Holocen khu vực

ven biển thành phố Hải Phòng.

Chƣơng 4. Mối liên quan giữa đặc điểm trầm tích Holocen và các sự

cố công trình xây dựng

Kết luận và kiến nghị

4

Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC

ĐIỂM KHU VỰC VEN BIỂN THÀNH PHỐ HẢI PHÕNG

1.1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

1.1.1. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc

Từ sau năm 1975 đến nay, có các công trình nghiên cứu địa

chất, trầm tích chủ yếu được nghiên cứu ở vùng ven biển vịnh Bác bộ

và châu thổ Sông Hồng, các công trình tiêu biểu của các tác giả: Đo

vẽ bản đồ tỷ lệ 1/200.000 Hoàng Ngọc Kỷ (1978), tỷ lệ 1/50.000 Ngô

Quang Toàn. Kèm theo là các chuyên đề nghiên cứu chuyên sâu về

TT luận như: Nguyễn Địch Dỹ (1979), Trần Nghi (1993-1995), Doãn

Đình Lâm (2001-2003), Trần Đức Thạnh (1993, 2005, 2010),

Bên cạnh đó, các nghiên cứu ĐCCT được thực hiện phân tán

và muộn hơn so với những NC chung về ĐC, tiêu biểu: Nguyễn Đức

Đại và nnk (1996), Trần Đình Kiên (2015)

Kết quả nghiên cứu trên đạt được những giá trị lớn về khoa học và

thực tiễn và là nguồn tài liệu có giá trị.

1.1.2. Những tồn tại cần đƣợc giải quyết

- Các nghiên cứu trầm tích chưa chi tiết, chưa đáp ứng được

nhu cầu phát triển CSHT khu vực ven biển. Các nghiên cứu địa chất

công trình, mật độ các điểm khảo sát còn thưa, chưa làm rõ được đặc

tính biến đổi tính chất cơ lý của đất, khó áp dụng trong thực tiễn.

- Chưa nghiên cứu tích hợp giữa trầm tích Holocen và địa chất

công trình, chưa xác lập mối tương quan giữa đặc điểm tướng trầm

tích và tính chất cơ lý của đất phục vụ phát triển bền vững CSHT.

- Việc nghiên cứu phân vùng, phân loại đất yếu chưa được

thực hiện. Chưa quan tâm đến việc luận giải tìm ra nguyên nhân gây

tai biến địa chất trong xây dựng. Các giải pháp phòng chống tai biến

địa chất chưa được quan tâm nghiên cứu.

1.2. ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC VEN BIỂN THÀNH PHỐ HẢI PHÕNG

1.2.1. Khái niệm khu vực ven biển

Trong luận án này, khu vực ven biển được hiểu là nơi diễn ra

5

sự chuyển tiếp và tương tác giữa biển và lục địa, bao gồm phần đất

liền ven biển và biển ven bờ. Quy mô, cường độ của sự tương tác quy

định độ rộng của khu vực và ranh giới thường được xác định tùy theo

mục đích sử dụng và chương trình quản lý.

1.2.2. Vị trí khu vực nghiên cứu

- Về phía đất liền ven biển: Bao gồm các quận Hải An, Dương

Kinh, Đồ Sơn và các huyện Kiến Thụy, Tiên Lãng. Bỏ qua phần

chồng lấn khu vực nghiên cứu và đảo Cát Hải.

- Về phía biển ven bờ: Dọc theo cửa sông Cấm đến cửa sông Thái

Bình hướng ra biển đến độ sâu 5,0 ÷ 10,0 m nước hoặc đến lân cận

cao độ 0,0 m Hải đồ trở vào.

Hình 1.1. Phạm vi khu vực nghiên cứu

1.2.3. Đặc điểm địa tầng khu vực nghiên cứu

a. Giới Paleozoi - Hệ Devon thống trên: 3 phụ hệ tầng: Phụ hệ tầng

dưới (D3 đs1), phụ hệ tầng giữa (D3 đs2), phụ hệ tầng trên (D3 đs3).

6

b. Giới Kainozoi - Hệ Đệ tứ: Gồm 5 phân vị địa tầng: Hệ tầng Lệ

Chi (Q11 lc), hệ tầng Hà Nội (Q1

2-3 hn), hệ tầng Vĩnh Phúc (Q1

3 vp),

hệ tầng Hải Hưng (Q21-2

hh), hệ tầng Thái Bình (Q23 tb).

1.2.4. Đặc điểm địa chất thủy văn: Tầng chứa nước Holocen trên

(Q23tb), tầng chứa nước Holocen dưới (Q2

1-2 hh1), tầng chứa nước

Pleistocen (Q11, Q1

2-3, Q1

3).

1.2.5. Đặc điểm kiến tạo: Chịu ảnh hưởng của các hệ thống đứt gãy

á vĩ tuyến hoặc á kinh tuyến.

Chƣơng 2. CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1. CƠ SỞ TÀI LIỆU

2.1.1. Nhóm tài liệu địa chất và trầm tích

a. Tài liệu lỗ khoan: Lỗ khoan phục vụ nghiên cứu trầm tích

Holocen là 69 lỗ. Trong đó, lỗ khoan có độ sâu 30,0 ÷ 45,0 m: 17 lỗ;

lỗ khoan có độ sâu < 30,0 m: 52 lỗ.

b. Phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm: 700 mẫu độ hạt;

100 mẫu khoáng vật tạo đá; 30 mẫu khoáng vật sét. 50 mẫu Eh; 50

mẫu pH; 50 mẫu Kt; 30 mẫu Fe2+

S/Corg. 80 mẫu bào tử phấn hoa; 60

mẫu Deatomeae; 100 mẫu Foraminifera. 10 mẫu tuổi tuyệt đối 14

C.

c. Đo địa chấn nông phân giải cao: Gồm 15 tuyến. Trong đó,

12 tuyến từ cửa Nam Triệu đến bán đảo Đồ Sơn (288,6 km) và 03

tuyến ở vùng biển Tiên Lãng (348,0 km).

d. Các tài liệu khác: “Bản đồ địa chất và khoáng sản tỷ lệ

1/200.000 – Tờ Hải Phòng” - Hoàng Ngọc Kỷ (1973 ÷ 1978); “Bản

đồ địa chất thành phố Hải Phòng tỷ lệ 1/50.000” - Ngô Quang Toàn

(1993 ÷ 1995); “Bản đồ trầm tích tầng mặt vùng biển Hải Phòng –

Quảng Ninh (0 ÷ 30 m nước), tỷ lệ 1/100.000” của Trung tâm địa

chất và khoáng sản (2007 ÷ 2011) và một số tài liệu khác.

2.1.2. Nhóm tài liệu nghiên cứu địa chất công trình

a. Tài liệu lỗ khoan: 505 lỗ khoan phục vụ nghiên cứu địa chất

7

công trình, trong đó: 102 lỗ khoan có độ sâu 45,0 ÷ 80,0 m; 187 lỗ

khoan có độ sâu 30,0 ÷ 45,0 m; 230 lỗ khoan có độ sâu < 30,0 m.

b. Phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm: 2600 mẫu thí

nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý. 200 điểm cắt cánh; 30 hố xuyên

CPT: 30 hố xuyên; 550 điểm thí nghiệm SPT.

d. Các tài liệu khác: Báo cáo khảo sát địa chất công trình của

các dự án đầu tư xây dựng trong khu vực nghiên cứu.

2.2. PHƢƠNG PHÁP LUẬN

Để đạt được mục đích nghiên cứu, luận án sử dụng cách tiếp

cận hệ thống và cách tiếp cận nhân quả. Quan điểm này là tư tưởng

chỉ đạo việc xây dựng hệ thống các phương pháp nghiên cứu.

2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Trong luận án này nghiên cứu sinh đã sử dụng các phương

pháp (PP) chủ yếu sau: Phân tích độ hạt, phân loại trầm tích của Folk

1954; Phân tích thành phần trầm tích vụn dưới kính hiểm vi phân

cực; Xác định hàm lượng khoáng vật sét bằng phân tích Ronghen và

nhiệt vi sai; Địa hoá môi trường; Phân tích Cổ sinh, Phân tích tuổi

tuyệt đối C14; Địa chấn nông phân giải cao; PP khoan lấy mẫu và

thí nghiệm hiện trường; Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT; Thí

nghiệm cắt cánh hiện trường; Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn; PP thí

nghiệm các chỉ tiêu cơ lý mẫu đất và xử lý số liệu; PP địa tin học; PP

tính lún nền đất.

CHƢƠNG 3. ĐIỂM VÀ QUY LUẬT PHÂN BỐ TRẦM TÍCH

HOLOCEN KHU VỰC VEN BIỂN THÀNH PHỐ HẢI PHÕNG

3.1. KHÁI NIỆM TƢỚNG TRẦM TÍCH VÀ ĐỊA TẦNG HOLOCEN

3.1.1. Khái niệm tƣớng trầm tích

Trong luận án, khái niệm tướng theo quan điểm của Rukhin

L.B (1962, tr 93) “Tướng là những trầm tích hình thành trên một

diện tích nhất định, trong những điều kiện như nhau, khác với những

điều kiện thống trị trong các vùng xung quanh”.

8

3.1.2. Địa tầng Holocen

Ranh giới giữa các phân vị trong Holocen được xác định theo

thang địa tầng quốc tế và theo Doãn Đình Lâm “Lịch sử tiến hoá

trầm tích Holocen châu thổ Sông Hồng (2003)” như sau: Q21: từ

11.700 năm BP đến 6.000 năm BP; Q22: từ 6.000 năm BP đến 3.000

năm BP; Q23: từ 3.000 năm BP đến nay

3.1.3. Độ sâu và bề dày trầm tích Holocen khu vực ven biển Hải Phòng

Độ sâu đáy, bề dày tương đương 9,60 ÷ 39,08 m, TB 20,15 m.

Đáy nhô cao nhất ở khu vực xung quanh bán đảo Đồ Sơn và trung

tâm huyện Kiến Thụy. Độ sâu đáy Holocen giữa – muộn 7,70 ÷

22,08 m, trung bình là 14,04 m. Độ sâu đáy Holocen giữa - muộn

phân bố theo quy luật tương tự độ sâu đáy Holocen.

3.2. ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC VEN

BIỂN THÀNH PHỐ HẢI PHÕNG

3.2.1. Các tƣớng trầm tích Holocen sớm – giữa (Q21-2

)

3.2.1.1. Tướng bùn đầm lầy ven biển (mbQ21-2

)

Phân bố thấp nhất của các mặt cắt, trên các trũng sâu tương đối

và nằm rải rác trong khu vực nghiên cứu. Chiều sâu gặp trầm tích: (-)

17,02 ÷ (-) 34,47 m. Bề dày lớn nhất: 7,10 m (HD25), nhỏ nhất: 1,50

m (HD22), TB: 4,0m. Thành phần hạt mịn, xám đen, xám tối chứa

nhiều vật chất hữu cơ và ít mảnh vỏ sò, ốc. Phân lớp không liên tục ở

phần dưới, phân lớp ngang song song không liên tục ở phần trên.

3.2.1.2. Tướng cát sạn lạch triều (mtcQ21-2

)

Gặp ở khu vực biển ven bờ huyện Tiên Lãng (HD8, HD18).

Phân bố ở đáy mặt cắt. Độ sâu gặp trầm tích: 18,50 ÷ 21,0 m. Bề dày

nhỏ nhất: 2,50 m (HD8), lớn nhất: 2,70 m (HD8), TB: 2,60 m. Thành

phần cát hạt trung lẫn sạn, xám xanh, cấu tạo phân lớp xiên chéo

dạng dòng chảy hai chiều.

3.2.1.3. Tướng cát lẫn sạn bãi triều (mtfQ21-2

)

Phân bố rải rác biển ven bờ huyện Tiên Lãng, nằm ở đáy mặt

cắt. Bề dày lớn nhất: 0,70 m (HD51), nhỏ nhất: 0,40 m (HB19, HD6),

9

TB: 0,66 m. Thành phần cát mịn, hạt trung, màu xám xanh lẫn sạn và

vụn vỏ sinh vật, có cấu tạo phân lớp lượn sóng và thấu kính hạt đậu

đặc trưng cho môi trường bãi triều.

Hình 3.1. Sơ đồ tướng trầm tích khu vực ven biển

thành phố Hải Phòng

3.2.1.4. Tướng bùn estuary – vũng vịnh (mebQ21-2

)

Gặp ở tất cả các lỗ khoan. Bề dày tăng dần từ bờ ra biển, lớn

nhất: 17,7 m (HB24), nhỏ nhất: 0,8 m (BAS01), TB: 4,92 m. Bề mặt

gặp trầm tích: 9,0 ÷ 21,4 m, độ sâu đáy: 12,2 ÷ 33,9 m; . Thành phần

bùn lẫn ít hợp chất hữu cơ phân hủy, màu xám, xám xanh, tương đối

đồng nhất. Có cấu tạo phân lớp song song dạng phân dải.

3.2.2. Các tƣớng trầm tích Holocen giữa - muộn (Q22-3

)

3.2.2.1. Tướng bùn chân châu thổ (ampdQ22-3

)

Phân bố dọc theo đường bờ từ quận Hải An đến quận Đồ Sơn.

Bề dày lớn nhất 10,2 m (HB37), nhỏ nhất 1,5 m (DE17), trung bình

10

5,01 m. Gặp ở tất cả các mặt cắt địa chấn nông phân giải cao. Thành

phần màu xám, xám nâu ở phía trên, chuyển dần sang xám, xám nhạt

phía dưới. Tuổi 14

C được xác định trong các lỗ khoan: Từ 5740 40

năm Bp (HK9) đến 3420 40 năm Bp (HK139).

3.2.2.2. Tướng bùn cát tiền châu thổ (amdfQ22-3

)

Gặp trong hầu hết các lỗ khoan và trong tất cả các mặt cắt địa

chấn nông phân giải. Bề dày lớn nhất: 11,3 m (SG01), bề dày nhỏ

nhất: 2,5 m (ONG03, HK9), trung bình: 5,32 m. Thành phần bùn cát

xám, xám nâu đôi chỗ xám đen, xen kẹp nhiều dải cát hạt mịn phân

lớp mỏng. Có cấu trúc phân lớp xiên thoải. Tuổi 14

C được xác định từ

3440 40 năm BP đến 3990 40 năm BP.

3.2.2.3. Tướng cát bãi triều (amtfsQ22-3

)

Phân bố lộ ra trên bề mặt tại các bãi triều hiện đại và trong các

lỗ khoan. Có xu hướng phát triển mạnh về phía Đông Nam khu vực

nghiên cứu, bề dày: 0,5 ÷ 6,7 m, trung bình: 2,62 m. Thành phần cát

hạt mịn xám, xám nâu đến xám nhạt, xen kẹp nhiều dải cát bùn mỏng

với các mảnh vỏ sò và vảy mica. Có cấu tạo lượn sóng.

3.2.2.4. Tướng cát bùn bãi triều (amtfsmQ22-3

)

Phân bố lộ ngay trên bề mặt với phạm vi nhỏ (KT03, TTG01),

nằm dọc theo đường 353 từ Cụm công nghiệp Đồ Sơn đi trung tâm

quận theo hướng tây bắc - đông nam. Bề dày có xu hướng giảm dần

và bị khuyết từ trung tâm quận ra biển, trung bình là 2,25 m. Thành

phần cát bùn xám, xám nâu, cấu tạo hat đậu.

3.2.2.5. Tướng bùn bãi triều (amtfmQ22-3

)

Phân bố phần lớn diện tích trong khu vực nghiên cứu. Độ sâu

gặp trầm tích: 0,00 ÷ 6,0 m, độ sâu đáy: 1,8 ÷ 10,7 m, bề dày lớn

nhất: 7,5 m (HD6), nhỏ nhất: 1,4 m (HB31), trung bình: 3,92 m.

3.2.2.6. Tướng cát lẫn sạn lạch triều (amtcQ22-3

)

Chỉ gặp ở vùng biển ven bờ huyện Tiên Lãng. Bề dày lớn nhất:

5,0 m (HD25), nhỏ nhất: 1,0 m (HD18), trung bình: 1,92 m. Thành

phần cát hạt trung lẫn sạn, màu xám, cấu tạo xiên chéo.

3.2.2.7. Tướng cát cồn cát cửa sông (amsbQ22-3

)

Phân bố chủ yếu dọc theo hai bờ sông Văn Úc thuộc ranh giới

11

giữa huyện Kiến Thụy, quận Đồ Sơn và huyện Tiên Lãng. Bề dày lớn

nhất: 4,0 m (DT04, DS07), nhỏ nhất: 1,1 m (HD41), trung bình: 2,94

m. Thành phần cát hạt mịn chọn lọc tốt.

3.2.2.8. Tướng bùn cửa sông estuary (meQ22-3

)

Chỉ gặp ở phía đông bắc, bắc khu vực nghiên cứu. Phần lớn

phân bố lân cận đường bờ nơi tiếp giáp cửa sông Cấm thuộc khu kinh

tế nam Đình Vũ. Bề dày lớn nhất 16,0 m (NDV13), nhỏ nhất 0,70 m

(BR01), TB 6,3 m. Thành phần bùn xám, xám nâu đến xám đen, cấu

tạo phân lớp song song, phân lớp lượn sóng và gợn sóng.

Hình 0.2. Mặt cắt trầm tích theo tuyến 7 – 7’

3.2.2.9. Tướng bùn cát đầm lầy cửa sông (ambQ22-3

)

Phân bố với quy mô nhỏ, dọc theo sông Văn Úc hướng ra biển,

từ xã Tân Trào, huyện Kiến Thụy đến giáp ranh với quận Đồ Sơn, ở

độ sâu (+)1,19 ÷ (-) 5,81 m. Bề dày lớn nhất: 7,0 m (DT03), nhỏ

nhất: 1,0 m (DS07), TB: 3,7 m.

3.2.2.10. Tướng bùn cát đồng bằng châu thổ (amdpQ22-3

)

Lộ ngay trên bề mặt, phân bố khu vực huyện Kiến Thụy, quận

Dương Kinh, một phần ở trung tâm quận Hải An. Bề dày lớn nhất:

5,8 m (DS05), nhỏ nhất: 0,7 m (HA01), trung bình: 2,69 m. Thành

phần bùn cát, màu xám, xám nâu. Cấu tạo phân lớp ngang song song.

3.3. TÍNH CHẤT CƠ LÝ CÁC TRẦM TÍCH HOLOCEN

3.3.1. Khái niệm đất yếu

Trong luận án, đất yếu được hiểu là đất được hình thành bởi

các tướng trầm tích đặc trưng có sức chịu tải thấp (R0 < 1,0 kG/cm2),

biến dạng lớn (E0 < 50,0 kG/cm2) ở trạng thái chảy đến dẻo chảy đối

với đất loại sét, á sét và kết cấu xốp đối với đất loại cát, á cát.

12

3.3.2. Tính chất cơ lý của các tƣớng trầm tích Holocen

3.3.2.1. Các lớp đất thuộc trầm tích Holocen sớm – giữa (Q21-2

)

• Các lớp đất loại sét (meb, mbQ21-2

): Gồm các tướng bùn đầm

lầy ven biển (mbQ21-2

), bùn estuary – vũng vịnh (mebQ21-2

). Là lớp

sét dẻo chảy, đôi chỗ dẻo mềm; đất tương đối yếu (A3).

• Các lớp đất loại cát (mtf, mtcQ21-2

): Gồm các tướng cát sạn

lạch triều (mtcQ21-2

) và cát lẫn sạn bãi triều (mtfQ21-2

). Cát có kết cấu

xốp đến chặt vừa; đất tương đối yếu (A3).

3.3.2.2. Các lớp đất thuộc trầm tích Holocen giữa – muộn (Q22-3

)

a. Các lớp đất loại sét (ampd, amtfm, meQ22-3

): Thuộc các

tướng bùn chân châu thổ, bùn bãi triều, bùn cửa sông estuary. Là các

lớp bùn sét, trạng thái chảy; đất rất yếu, yếu (A1 – A2).

b. Các lớp đất loại á sét (amdf, amb, amdpQ22-3

): Gồm các

tướng bùn cát tiền châu thổ, bùn cát đầm lầy cửa sông, bùn cát đồng

bằng châu thổ. Là các lớp bùn sét pha, trạng thái chảy; đất yếu (A2).

c. Các lớp đất loại cát (amtfs, amtc, amsbQ22-3

): Thuộc các

tướng cát bãi triều, cát lẫn sạn lạch triều, cát cồn cát cửa sông; kết

cấu xốp; đất yếu đến tương đối yếu (A2 – A3).

d. Lớp đất loại á cát (amtfsmQ22-3

): Gồm tướng cát bùn bãi

triều. Là lớp cát pha, trạng thái chảy (A2 – A3).

3.4. QUY LUẬT PHÂN BỐ VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN TRẦM

TÍCH HOLOCEN VÙNG VEN BIỂN HẢI PHÕNG

Quy luật phân bố trầm tích Holocen thể hiện mối liên quan với

dao động mực nước biển trong Holocen. Các tướng cát sạn bãi triều,

cát lẫn sạn lạch triều, tướng bùn đầm lầy ven biển, bùn estuary –

vũng vịnh hình thành trong giai đoạn biển tiến Flandrian (Holocen

sớm – giữa). Các tướng bùn chân châu thổ, bùn cát tiền châu thổ, cát

cồn cát cửa sông và bùn cát đồng bằng châu thổ hình thành trong giai

đoạn biển thoái Holocen giữa – muộn. Các tướng cát, cát bùn, bùn

bãi triều, cát sạn lạch triều, bùn cát đầm lầy cửa sông, bùn cửa sông

hình phễu hình thành trong pha biển dâng hiện đại

13

3.5. TƢƠNG QUAN TƢỚNG TRẦM TÍCH VÀ PHÂN LOẠI

ĐẤT THEO ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

(1) Các tướng trầm tích Holocen giữa - muộn (Q22-3

): Các lớp

đất từ rất yếu đến tương đối yếu (A1, A2, A2 - A3); trạng thái chảy

đối với đất loại sét, á sét, kết cấu xốp đối với đất loại cát, á cát. Trong

khi, các tướng trầm tích Holocen sớm - giữa (Q21-2

) gồm các lớp đất

tương đối yếu (A3), trạng thái dẻo chảy đôi chỗ dẻo mềm đối với đất

loại sét, kết cấu xốp đến chặt vừa đối với đất loại cát.

(2) Xét trong cùng một loại đất, các tướng trầm tích có tuổi trẻ

hơn thì yếu về khả năng đáp ứng cường độ chịu tải nền đất và có xu

hướng tốt dần theo chiều sâu.

(3) Xét trong cùng một giai đoạn thành tạo trầm tích Holocen,

các tướng trầm tích có hàm lượng, kích thước hạt cát càng tăng, thì

cường độ chịu tải của đất có xu hướng tốt lên.

(4) Trong một lớp đất có nhiều hơn một tướng trầm tích.

Chƣơng 4. MỐI LIÊN QUAN GIỮA ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH

HOLOCEN VÀ CÁC SỰ CỐ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

4.1. PHÂN VÙNG TRẦM TÍCH HOLOCEN

4.1.1. Tiêu chí phân vùng

Trầm tích khu vực nghiên cứu được phân ra các vùng, phụ

vùng, khu dựa theo các tiêu chí sau:

Bảng 4.1: Tiêu chí phân vùng trầm tích

STT Trầm tích

KVNC Tiêu chí

1 Vùng

- Đặc điểm phân bố các tướng trầm tích Holocen

giữa – muộn đặc trưng

- Độ sâu đáy và bề dày trầm tích Holocen

2 Phụ vùng

- Loại tướng trầm tích lộ trên bề mặt

- Cấp độ đất yếu của tướng lộ trên bề mặt

- Bề dày và phạm vi phân bố tướng trên bề mặt

3 Khu Khu được khoanh định từ các vị trí có cùng

một kiểu mặt cắt trầm tích – địa chất công trình

14

4.1.2. Kết quả phân vùng trầm tích Holocen

4.1.2.1. Vùng 1: Vùng châu thổ được đặc trưng bởi các tướng trầm

tích châu thổ (chân châu thổ, tiền châu thổ) có đáy Holocen sâu.

a. Phân chia các phụ vùng và các kiểu mặt cắt trầm tích – địa

chất công trình: Chia thành 3 phụ vùng

- Phụ vùng 1.1: Đặc trưng bởi tướng bùn bãi triều (amtfmQ22-3

)

phủ ngay trên bề mặt. Gồm 5 kiểu mặt cắt đặc trưng, ứng với 3 kiểu

mặt cắt trầm tích Holocen - địa chất công trình, ứng với 3 khu.

- Phụ vùng 1.2: Đặc trưng bởi các tướng cát sạn lạch triều, cát

bãi triều, cát cồn cát cửa sông và bùn cát đồng bằng châu thổ trên bề

mặt. Gồm 15 kiểu mặt cắt đặc trưng ứng với 5 kiểu mặt cắt trầm tích

- địa chất công trình và ứng với 5 khu.

- Phụ vùng 1.3: Được xác định trên băng địa chấn nông phân

giải cao. Gồm 2 kiểu mặt cắt đặc trưng, ứng với 1 mặt cắt trầm tích

Holocen - địa chất công trình, ứng với 01 khu.

Hình 0.1. Sơ đồ phân vùng các kiểu mặt cắt

trầm tích - địa chất công trình

15

b. Đặc điểm nền đất: 8 đơn nguyên địa chất công trình: (1)

Lớp cát (amtfs, amtc, amsbQ22-3

): Bề dày 0,5 ÷ 7,2 m, TB 2,6 m; đất

yếu đến tương đối yếu A2 – A3. (2) Lớp bùn sét (amtfmQ22-3

): Bề

dày 1,4 ÷ 7,5 m, TB 4,0 m; đất yếu đến rất yếu A1 - A2. (3) Lớp bùn

sét pha (ambQ22-3

): Bề dày 1,0 ÷ 7, 0 m, TB 3,7 m; đất yếu A2. (4)

Lớp cát (amsb, amtcQ22-3

): Bề dày 1,1 ÷ 5,0 m, TB 3,1 m; đất yếu

đến tương đối yếu A2 – A3. (5) Lớp bùn sét pha (amdfQ22-3

): Bề dày

2,5 ÷ 11,3 m, TB 5,6 m; đất yếu A2. (6) Lớp bùn sét (ampdQ22-3

): Bề

dày 1,9 ÷ 10,2 m, TB 5,3 m; đất yếu A2. (7) Lớp sét (meb, mbQ21-2

):

Bề dày 1,0 ÷ 20,2 m, TB 6,4 m; đất tương đối yếu A3. (8) Lớp cát

(mtf, mtcQ21-2

): Bề dày 0,4 ÷ 0,7 m, TB 0,5 m; đất tương đối yếu A3.

- Xét về bề dày và phạm vi phân bố: Bề dày TB 23,3 m, lớn

nhất khu vực nghiên cứu. Phụ vùng 1.1, 1.3, các lớp đất ít biến động,

phụ vùng 1.2 các lớp đất biến động rất phức tạp. Như vậy, phụ vùng

1.1, 1.3 ổn định hơn phụ vùng 1.2.

- Xét tính chất cơ lý và khả năng xây dựng: Phụ vùng 1.1 ổn

định hơn nhưng yếu hơn phụ vùng 1.2, 1.3 về cường độ chịu tải.

4.1.2.2. Vùng 2: Vùng châu thổ, đặc trưng đáy Holocen nhô cao hơn

các vùng khác. Lớp bề mặt tướng cát bùn bãi triều (amtfsmQ22-3

), cát

bãi triều (amtfsQ22-3

), tướng bùn cát đồng bằng châu thổ (amdpQ22-3

).

a. Phân chia các phụ vùng và các kiểu mặt cắt trầm tích – địa

chất công trình: Chia thành 02 phụ vùng.

- Phụ vùng 2.1: Đặc trưng bởi sự xuất hiện tướng bùn cát đồng

bằng châu thổ (amdpQ22-3

) phủ ngay trên bề mặt; Xác định được 1

khu, 1 kiểu mặt cắt trầm tích, ứng với 1 kiểu mặt cắt trầm tích

Holocen - địa chất công trình.

- Phụ vùng 2.2: Đặc trưng bởi sự xuất hiện tướng cát bùn bãi

triều (amtfsmQ22-3

) và cát bãi triều (amtfsQ22-3

) lộ trên bề mặt; Xác

định được 2 khu, 2 kiểu mặt cắt trầm tích, ứng với 2 kiểu mặt cắt

trầm tích Holocen - địa chất công trình.

b. Đặc điểm nền đất: 05 đơn nguyên địa chất công trình: (1)

Lớp cát (amtfsQ22-3

): Bề dày 2,5 ÷ 6,7 m, TB 4,0 m; đất yếu đến

16

tương đối yếu A2 – A3. (2) Lớp cát pha (amtfsmQ22-3

): Bề dày 2,3 m;

đất yếu đến tương đối yếu A2 - A3. (3) Lớp bùn sét pha (amdp,

amdfQ22-3

): Bề dày 3,3 ÷ 8,1 m, TB 5,7 m; đất yếu A2. (4) Lớp bùn

sét (ampdQ22-3

): Bề dày 1,7 ÷ 5,6 m, TB 3,0 m; đất yếu A2. (5) Lớp

sét (mebQ21-2

): Bề dày 0,8 ÷ 5,4 m, TB 2,0 m; đất tương đối yếu A3.

- Xét bề dày và phạm vi phân bố: Bề dày TB 13,1 m, mỏng

hơn các vùng khác. Bề dày lớp sét (mebQ21-2

) thuộc Holocen sớm –

giữa có bề dày rất mỏng (2,0 m), trong khi bề dày các lớp đất thuộc

trầm tích Holocen giữa – muộn (Q22-3

) tương đối lớn (11,1 m).

- Xét về tính chất cơ lý và khả năng xây dựng: Nền đất phụ

vùng 2.1 tốt hơn phụ vùng 2.2 về khả năng đáp ứng cường độ chịu

tải, nhưng độ ổn định kém hơn.

4.1.2.3. Vùng 3: Đặc trưng xuất hiện của tướng trầm tích bùn cửa

sông estuary (meQ22-3

). Nằm ở phía đông, đông bắc khu vực nghiên

cứu, chiếm phần lớn diện tích bán đảo Đình Vũ, kéo dài đến giáp

ranh cửa sông Lạch Tray, trên đất liền và biển ven bờ quận Hải An.

a. Phân chia các phụ vùng, các kiểu mặt cắt trầm tích – địa

chất công trình: Chia thành 2 phụ vùng:

- Phụ vùng 3.1: Đặc trưng bởi tướng bùn cửa sông estuary

(meQ22-3

) trên bề mặt. Gồm 5 kiểu mặt cắt đặc trưng, ứng với 3 kiểu

mặt cắt trầm tích Holocen - địa chất công trình và 3 khu.

- Phụ vùng 3.2: Đặc trưng bởi tướng cát bãi triều (amtfsQ22-3

)

lộ trên bề mặt. Gồm 2 kiểu mặt cắt đặc trưng, ứng với 2 kiểu mặt cắt

đặc trưng trầm tích Holocen - địa chất công trình và 2 khu.

b. Đặc điểm nền đất: Xác định 5 đơn nguyên địa chất công

trình: (1) Lớp cát (amtfsQ22-3

): Bề dày 1,5 ÷ 2,0 m, TB 1,8 m; đất yếu

đến tương đối yếu A2 – A3. (2) Lớp bùn sét (meQ22-3

): Bề dày 0,7 ÷

16,0 m, TB 6,3 m; đất rất yếu A1. (3) Lớp bùn sét pha (amdfQ22-3

):

Bề dày 2,5 ÷ 6,5 m, TB 4,3 m; đất yếu A2. (4) Lớp bùn sét (ampdQ22-

3): Bề dày 1,5 ÷ 7,3 m, TB 4,3 m; đất yếu A2. (5) Lớp sét (meb,

mbQ21-2

): Bề dày 2,0 ÷ 12,0 m, TB 6,5 m; đất tương đối yếu A3.

17

- Xét về bề dày, phạm vi phân bố: Bề dày TB trầm tích

Holocen là 19,2 m. Trên đất liền, có nhiều lớp đất, bề dày tương đối

ổn định. Biển ven bờ, ít lớp đất hơn, bề dày và phạm vi phân bố thay

đổi rất mạnh, đặc biệt lớp bùn sét (meQ22-3

).

- Xét về tính chất cơ lý và khả năng xây dựng: Trên đất liền,

đất có khả năng đáp ứng cường độ chịu tải tốt hơn ở biển ven bờ.

Như vậy, trên cơ sở kết quả phân vùng cho thấy: Vùng 2,

gồm các lớp đất cát, á cát, sét, á sét (A2 - A3); bề dày các lớp ổn định

hơn so với các vùng khác và bề dày trầm tích Holocen mỏng nhất

trong khu vực nghiên cứu. Vùng 1, gồm các lớp đất cát, á cát sét, á

sét (A1 – A2, A3), các lớp đất yếu nằm đan xen các lớp đất tốt hơn;

bề dày các lớp thay đổi mạnh và bề dày trầm tích Holocen lớn nhất

trong khu vực nghiên cứu. Vùng 3 bao gồm chủ yếu các lớp đất loại

sét, á sét (A1 – A3); bề dày các lớp đất thay đổi tương đối mạnh, nhất

là lớp bùn sét (meQ22-3

) phủ trên bề mặt (thay đổi 0,7 ÷ 16,0 m) và bề

dày trầm tích Holocen tương đối lớn trong khu vực nghiên cứu.

Với đặc điểm nền đất đặc trưng cho từng vùng, vùng 2 có khả

năng đáp ứng cường độ chịu tải tốt hơn vùng 1 và lớn hơn vùng 3

4.2. HIỆN TRẠNG CÁC SỰ CỐ CÔNG TRÌNH DO LÚN, LÚN

LỆCH

4.2.1. Nhóm công trình khảo sát

a. Công trình nhà dụng và công nghiệp – Nhóm 1: Có độ lún

7,6 ÷ 42,5 cm, trên 50% vượt quá giới hạn cho phép từ 1,2 – 3,5 lần

theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9362: 2012.

b. Công trình bến bãi container dịch vụ cảng – Nhóm 2: Hiện

nay nhiều công trình bến bãi Container đang gặp sự cố lún ở các mức

độ khác nhau gây phá hủy kết cấu mặt nền.

4.2.2. Nguyên nhân sự cố lún và lún lệch các công trình xây dựng

a. Nguyên nhân khách quan: Các sự cố xảy ra ở các mức độ

khác nhau, mạnh nhất ở vùng 3, liên quan đến đặc điểm nền đất có

mặt cắt trầm tích – địa chất công trình đặc trưng kiểu 3.1.1, tiếp đến

18

là vùng 1, kiểu 1.1.1 và cuối cùng là một số lượng ít ở vùng 2, kiểu

2.1.1. Kết quả khảo sát hoàn toàn phù hợp với đặc điểm nền đất từng

vùng. Điều đó chứng tỏ rằng, các sự cố lún, lún lệch công trình xây

dựng có liên quan trực tiếp đến nền đất yếu của trầm tích Holocen

b. Nguyên nhân chủ quan

- Công trình nhóm 1: Hầu hết sử dụng giải pháp móng băng,

nền công trình chủ yếu được gia cố bằng cọc tre. Cường độ chịu tải

nền đất sau khi gia cố thường rất thấp chưa đáp ứng được tải trọng

công trình, dẫn đến độ lún công trình lớn, vượt quá giới hạn cho

phép. Mặt khác, tải trọng công trình tác dụng lên các cột trên móng

khác nhau, dẫn tới độ lún không đều gây ra hiện tượng lún lệch công

trình xây dựng. Như vậy, các giải pháp xử lý nền đất yếu này chưa

phù hợp với đặc điểm nền đất của từng vùng.

- Công trình nhóm 2: Tập trung chủ yếu thiết kế kết cấu mặt

bãi, tính toán khối lượng san lấp, phần lớn ít tính toán thiết kế cao độ

bề mặt nền tự nhiên và xử lý nền đất yếu trên mặt trước khi san lấp.

Do đó, tải trọng tác dụng lên nền đất khác nhau, độ lún cũng khác

nhau, gây ra sự cố lún không đều, phá vỡ kết cấu mặt bãi, đặc biệt ít

tính toán độ lún cố kết nền bãi sau khi san lấp.

4.3. TƢƠNG QUAN GIỮA LÖN VỚI CÁC THÀNH TẠO

TRẦM TÍCH HOLOCEN

4.3.1. Tính toán lún trong trầm tích Holocen

4.3.1.1. Cách tiếp cận tính toán lún

- Cách tiếp cận 1: Phục vụ phát triển CSHT, có ý nghĩa lý luận

trong luận giải mối tương quan giữa lún nền đất với trầm tích

Holocen trên cơ sở đặc điểm, quy luật phân bố trầm tích; dự báo lún.

- Cách tiếp cận 2: Phục vụ phát triển CSHT lồng ghép ứng phó

biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Phù hợp với thực tế về cao độ

mặt nền và tải trọng gây lún. Là cơ sở khi xét độ lún của nền đất

trong bối cảnh mực nước biển dâng.

19

4.3.1.2. Tính lún cho các kiểu mặt cắt trên cơ sở lý thuyết

a. Vị trí và giới hạn tính toán: Tính lún cho tất cả kiểu mặt cắt.

Chiều sâu tính lún đến hết chiều dày Holocen. Bỏ qua độ lún lớp đất

sét dẻo cứng hệ tầng Vĩnh Phúc (Q13) có độ lún nhỏ 1,0 ÷ 3,0 cm và

độ lún do từ biến vì độ lún không đáng kể. Không xét độ lún do biến

dạng nền đất san lấp.

b. Kết quả tính lún trên cơ sở lý thuyết và xây dựng sơ đồ lún

- Kết quả tính lún theo cách tiếp cận 1: Cùng tải trọng tác

động, độ lún giữa các kiểu mặt cắt trong các khu, phụ vùng, vùng

khác nhau và dao động tương đối lớn. Kết quả, độ lún vùng 2 < vùng

1 < vùng 3, độ lún có xu hướng tăng dần từ trung tâm vùng 2 kéo dài

về hai phía đông – đông bắc, đông – đông nam và hướng ra biển.

- Kết quả tính lún theo cách tiếp cận 2: Tải trọng tác động

khác nhau, độ lún cũng khác nhau. Kết quả, độ lún vùng 2 < vùng 1 ≈

vùng 3 và có sự chênh lệch rất lớn giữa các kiểu mặt cắt. Kết quả này

phù hợp với điều kiện thực tế, là cơ sở tính toán thiết kế mặt nền

trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nước biển dâng.

4.3.1.3. Tính lún trên cơ sở lý thuyết cho công trình gặp sự cố

a. Vị trí và giới hạn tính toán: (1) Đối với công trình nhà dân

dụng và công nghiệp, chọn công trình dân số 12, quy mô 4,5 tầng,

thuộc phường Cát Bi, Hải An, Hải Phòng. Tải trọng cột biên (cột 1)

qc1 = 0,60 kG/cm2, cột liền kề (cột 2) qc2 = 0,90 kG/cm

2, khoảng cách

2 cột L = 2,80 m. (2) Đối với công trình bến bãi dịch vụ cảng, chọn

công trình bãi Container Vinalines, Đình Vũ, Hải An, Hải Phòng. Tải

trọng tác dụng lên nền bãi q = 0,70 kG/cm2 (gồm tải trọng lớp đất san

lấp, tải trọng lớp đất, đá cấp phối gia cố mặt nền), bỏ qua tải trọng

động (tải trọng khai thác) do rất khó xác định được trong thực tế.

b. Kết quả tính lún trên cơ sở thực tế

- Đối với công trình nhà dân dụng và công nghiệp (Nhà dân):

Kết quả tính lún cho tổng độ lún cột biên (cột 1) nhỏ hơn nhiều so

với tổng độ lún của cột liền kề (cột 2) Sc1 = 5,33 cm < Sc2 = 8,38 cm

20

với độ lệch = 0,0109. Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9362 –

2012, độ lún giới hạn Sgh ≤ 8,0 cm, ≤ 0,0010.

- Đối với công trình bến bãi dịch vụ cảng (Bãi container

Vinalines): Độ lún theo lý thuyết là Sc = 56,88 cm, theo tiêu chuẩn

Stc

c = 79,63 cm. Sau 08 năm (từ năm 2008 ÷ 2016) cho Sc = 15,64

cm, Stc

c = 21,90 cm. Trong khi, kết quả khảo sát tại hiện trường sau

08 năm độ lún Sht

c = 10,0 ÷ 25,0 cm, trung bình Sht.tb

c = 20,8 cm, như

vậy, Sc ≤ Sht.tb

c ≤ Stc

c.

4.3.2. Tƣơng quan giữa lún với các thành tạo trầm tích Holocen

a. Đánh giá kết quả tính lún cơ sỏ lý thuyết và thực tế

- Theo kết quả tính lún cơ sở lý thuyết: Vùng 3 và vùng 1 được

dự báo có độ lún lớn nhất.

- Theo kết quả tính lún cho các công trình xây dựng thực tế:

Ngoài nguyên nhân gây ra các sự cố lún, lún lệch do tải trọng

phân bố không đều tại các vị trí cột khác nhau đối với công trình Nhà

dân dụng và công nghiệp (nhóm 1), hai nhóm công trình trên, các sự

cố công trình xảy ra đều liên quan trực tiếp nền đất yếu (A1, A2, A3)

trầm tích Holocen.

b. Tương quan giữa lún với các thành tạo trầm tích Holocen

- Tương quan giữa lún với bề dày trầm tích: Bề dày trầm tích

Holocen cũng như bề dày các lớp đất càng lớn, độ lún càng nhiều.

- Tương quan giữa lún với các tướng trầm tích Holocen: Cùng

độ sâu, độ lún các tướng trầm tích khác nhau. Các lớp đất thuộc các

tướng khác nhau có cùng thành phần độ hạt, môi trường thành tạo,

kết quả độ lún cũng khác nhau.

- Tương quan giữa lún với sự phân bố tướng trầm tích

Holocen: Khi so sánh độ lún giữa các kiểu mặt cắt, các tướng trầm

tích có tuổi khác nhau, cùng độ sâu, độ lún cũng khác nhau.

4.3.2.1. Lún cố kết theo thời gian và mực nước biển dâng

Việc tính toán lún trong trường hợp cao độ mặt nền xây dựng

CSHT như nhau (L = 4,0 ÷ 4,5 m), khi đó tải trọng tác dụng lên các

21

kiểu mặt cắt khác nhau (qi ≠ qi+1) qua đó xác định được độ hạ thấp

mặt nền xây dựng CSHT nhất là trong điều kiện BĐKH và MNBD.

4.3.2.2. Ảnh hưởng lún cố kết đến hạ thấp cao độ nền xây dựng cơ

sở hạ tầng

a. Đến năm 2050: Độ lún cố kết xác định được Sc(34) = 9,29 ÷

82,34 cm, trung bình Stb

c(34) = 29,71 cm . Cao độ mặt nền hạ thấp L(34)

= 3,68 ÷ 4,41 cm, trung bình Ltb

(34) = 4,20 cm. Kết quả trên đồng

nghĩa với mặt nền quy hoạch sau 34 năm lượng bù lún thêm ΔL34 =

9,29 ÷ 82,34 cm, trung bình ΔLtb

34 = 29,71 cm.

b. Đến năm 2100: Độ lún cố kết xác định được Sc(34) = 13,39 ÷

97,03 cm, trung bình Stb

c(34) = 43,56 cm . Cao độ mặt nền hạ thấp L34

= 5,53 ÷ 4,37 cm, Ltb

34 = 4,06 cm. Kết quả trên đồng nghĩa với mặt

nền quy hoạch sau 84 năm lượng bù lún thêm ΔL84 = 13,39 ÷ 97,03

cm, trung bình ΔLtb

(84) = 43,56 cm.

4.3.2.3. Ảnh hưởng lún cố kết đến hạ thấp cao độ nền, xét đến kịch

bản biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng

a. Kịch bản tính toán: Chọn kịch bản nồng độ khí nhà kính

trung bình cao RCP6.0 (Representative Concentration Pathways) của

Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố năm 2016.

b. Cao độ mực nước tính toán: Mực nước dâng cao nhất hàng

năm (+) 4,21 m hải đồ, tương ứng (+) 2,35 m lục địa. Mực nước dâng

cao nhất trong bão (+) 4,90 m lục địa. Theo kịch 1 là (+) 5,11 m, kịch

bản 2 là (+) 5,44 m.

c. Kết quả tính toán

- Đến năm 2050: Lượng bù lún cho mặt nền quy hoạch do lún

cố kết và xét đến mục nước biển dâng là Lo34

= 0,30 ÷ 1,03 m, trung

bình Lo34

= 0,53 m. Trong khi mực nước dâng lớn nhất do bão có

xét đến mực nước biển dâng do biến đổi khí hậu gần bằng cao độ

đỉnh đê biển hiện nay (+5,0 ÷ +5,5 m), do đó, chiều dày bù lún lớn

nhất là 1,03 m, ứng cao độ (+) 6,53 m.

- Đến năm 2100: Lượng bù lún cho mặt nền quy hoạch do lún

22

cố kết và xét đến mục nước biển dâng là Lo84

= 0,67 ÷ 1,50 m, trung

bình Lo84

= 0,97 m. Hệ thống đê biển bù lún với chiều dày lớn nhất

là 1,50 m, ứng với cao độ (+) 7,00 m.

4.4. ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN CƠ SỞ HẠ

TẦNG TRÊN NỀN ĐẤT YẾU TRẦM TÍCH HOLOCEN

Hiện nay các PP xử lý nền đất yếu đã và đang được áp dụng,

bao gồm: (1) PP xử lý nền bằng đệm cát và đầm chặt; (2) PP xử lý

nền bằng cọc cát; (3) PP sử dụng cọc tre truyền thống; (4) PP sử dụng

bấc thấm (PVD) kết hợp gia tải trước. Trên cơ sở các giải pháp

chung, đặc điểm các kiểu mặt cắt đưa ra các giải pháp phù hợp cho

từng loại CTXD và được thể hiện chi tiết trong luận án toàn văn.

KẾT LUẬN

1. Trầm tích Holocen khu vực ven biển Hải Phòng bao gồm 14

tướng, trong đó 04 tướng thuộc Holocen sớm – giữa (Q21-2

) và 10

tướng thuộc Holocen giữa – muộn (Q22-3

), được phân loại theo các

cấp độ đất khác nhau, như:

- Tướng bùn cửa sông estuary, thuộc loại đất rất yếu (A1)

- Tướng bùn bãi triều, thuộc loại đất rất yếu đến yếu (A1 - A2)

- Các tướng bùn chân châu thổ (ampdQ22-3

), bùn cát tiền châu

thổ (amdfQ22-3

), bùn cát đầm lầy cửa sông (ambQ22-3

), bùn cát đồng

bằng châu thổ (amdpQ22-3

) thuộc loại đất yếu (A2).

- Các tướng cát bãi triều (amtfsQ22-3

), cát bùn bãi triều

(amtfsmQ22-3

), cát sạn lạch triều (amtcQ22-3

), cát cồn cát cửa sông

(amsbQ22-3

) thuộc loại đất yếu đến tương đối yếu (A2 – A3).

- Các tướng cát sạn bãi triều (mtfQ21-2

), cát lẫn sạn lạch triều

(mtcQ21-2

), bùn đầm lầy ven biển (mbQ21-2

), bùn estuary – vũng vịnh

(mebQ21-2

) thuộc đất tương đối yếu (A3).

2. Quy luật phân bố trầm tích Holocen thể hiện mối liên quan

chặt chẽ với dao động mực nước biển trong Holocen. Tướng cát sạn

bãi triều, cát lẫn sạn lạch triều, tướng bùn đầm lầy ven biển và bùn

estuary – vũng vịnh hình thành trong giai đoạn biển tiến Flandrian

23

Holocen sớm – giữa. Các tướng bùn chân châu thổ, bùn cát tiền châu

thổ, cát cồn cát cửa sông và bùn cát đồng bằng châu thổ hình thành

trong giai đoạn biển thoái Holocen giữa – muộn. Các tướng cát, cát

bùn, bùn bãi triều, cát sạn lạch triều, bùn cát đầm lầy cửa sông, bùn

cửa sông hình phễu hình thành trong pha biển dâng hiện đại.

3. Xây dựng tổ hợp các tham số định lượng về trầm tích

Holocen và địa chất công trình, trong đó: (1) Đất yếu được phân loại

thành 3 cấp độ rất yếu (A1), yếu (A2) và tương đối yếu (A3). (2)

Trong cùng một loại đất, các tướng có tuổi trẻ hơn thì yếu hơn về khả

năng đáp ứng cường độ chịu tải nền đất và có xu hướng tốt dần theo

chiều sâu. (3) Trong cùng một giai đoạn thành tạo trầm tích Holocen,

các tướng trầm tích có hàm lượng, kích thước hạt cát càng tăng thì

cường độ chịu tải của đất có xu hướng tốt dần lên. (4) Trong cùng

một lớp đất có nhiều hơn một tướng trầm tích Holocen.

4. Khu vực nghiên cứu được phân thành 03 vùng, 07 phụ vùng

và 18 khu, ứng với 18 kiểu mặt cắt trầm tích - địa chất công trình đặc

trưng. Hiện tượng lún và lún lệch gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến

ổn định các công trình xây dựng, mạnh nhất ở vùng estuary (vùng 3)

> vùng châu thổ (vùng 1) > vùng châu thổ nhô cao (vùng 2).

5. Tính lún theo hai hướng tiếp cận, vừa phục vụ phát triển

CSHT vừa lồng ghép với biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng.

Đối với hướng tiếp cận phục vụ phát triển CSHT, có ý nghĩa thực

tiễn cao, minh chứng luận giải nguyên nhân xảy ra các sự cố lún, lún

lệch CTXD dưới tác động của tải trọng ngoài và cảnh báo lún về khía

cạnh nền đất yếu trong tương lai gần. Đối với hướng tiếp cận lồng

ghép với biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng, có ý nghĩa quan

trọng cả về mặt lý luận và thực tiễn trong nghiên cứu lập quy hoạch

xây dựng, đặc biệt khu vực khai hoang lấn biển trong bối cảnh biến

đổi khí hậu và mực nước biển dâng.

6. Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao công tác cải tạo nền

đất yếu, phù hợp cho từng kiểu mặt cắt trầm tích – địa chất công trình

đặc trưng, trong bối cảnh biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng.

24

KIẾN NGHỊ

1. Trên cơ sở phân vùng các kiểu mặt cắt đặc trưng, trong

giai đoạn tiếp theo cần tiếp tục nghiên cứu xây dựng các giải pháp

công trình tối ưu nhất, nhằm xử lý nền đất yếu hình thành bởi các

trầm tích Holocen khu vực ven biển Hải Phòng, đặc biệt vùng 3, 2.

2. Trong công tác nghiên cứu lập quy hoạch quản lý tài nguyên

đất và xây dựng phát triển bền vững cơ sở hạ tầng vùng ven biển cần

đặc biệt quan tâm đến vấn đề hạ thấp cao độ nền do ảnh hưởng lún cố

kết theo thời gian của các trầm tích Holocen trong điều kiện biến đổi

khí hậu và mực nước biển dâng.

3. Đối với từng công trình bến bãi container dịch vụ cảng cụ

thể, cần có các nghiên cứu chi tiết về tải trọng động, nhằm xác định

độ lún do tải trọng động gây ra và kết hợp với kết quả tính toán lún

thể hiện trong luận án đề ra các giải pháp bù lún phù hợp với thực tế.