Nghiên cứu đặc điểm trầm tích trên cơ sở địa chấn nông phân giải cao khu vực bán đảo đồ sơn, phục vụ xây dựng công trình biển

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- PHẠM VĂN QUÂN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH TRÊN CƠ SỞ ĐỊA CHẤN NÔNG PHÂN GIẢI CAO KHU VỰC BÁN ĐẢO ĐỒ SƠN, PHỤC VỤ XÂY DỰN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

PHẠM VĂN QUÂN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH TRÊN CƠ SỞ ĐỊA CHẤN NÔNG PHÂN GIẢI CAO KHU VỰC BÁN ĐẢO ĐỒ SƠN, PHỤC VỤ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2017

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

PHẠM VĂN QUÂN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH TRÊN CƠ SỞ ĐỊA CHẤN NÔNG PHÂN GIẢI CAO KHU VỰC BÁN ĐẢO ĐỒ SƠN, PHỤC VỤ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN

MỤC LỤC

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC BIỂU BẢNG iv

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ẢNH MINH HỌA v

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 4

1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ 4

1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO 5

1.3 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU 8

1.4 ĐẶC ĐIỂM THỦY VĂN, HẢI VĂN 8

1.4.1 Đặc điểm thủy văn 8

1.4.2 Đặc điểm hải văn 9

1.5 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT 10

1.5.1 Trước Đệ tứ 10

1.5.2 Hệ Đệ tứ 11

1.6 ĐẶC ĐIỂM KIẾN TẠO 12

Chương 2 LỊCH SỬ, CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

2.1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 14

2.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 14

2.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 14

2.2 CƠ SỞ TÀI LIỆU 20

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.3.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu hiện trường 20

2.3.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu trong phòng 23

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ KHU VỰC BÁN ĐẢO ĐỒ SƠN34 3.1 ĐỘ SÂU VÀ BỀ DÀY TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 34

3.2 ĐẶC ĐIỂM TRƯỜNG SÓNG VÀ TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 37

3.2.1 Đặc điểm trường sóng khu vực nghiên cứu 37

3.2.2 Đặc điểm trầm tích đệ tứ khu vực nghiên cứu 43

3.2.2.1 Giai đoạn Pleistocen sớm (Q11) 43

3.2.2.2 Giai đoạn Pleistocen giữa (Q12) 53

3.2.2.3 Giai đoạn Pleistocen muộn (Q13b) 56

3.2.2.4 Giai đoạn Holocen sớm – giữa (Q21-2) 57

3.2.2.5 Giai đoạn Holocen muộn (Q23) 61

3.3 MỐI TƯƠNG QUAN TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ VỚI PHÂN LOẠI ĐẤT TRONG ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 65

Chương 4 MỘT SỐ VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ PHỤC VỤ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN KHU VỰC BÁN ĐẢO ĐỒ SƠN 67

4.1 HIỆN TRẠNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN KHU VỰC BÁN ĐẢO ĐỒ SƠN 67

4.2 MỘT SỐ VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN 68

4.2.1 Phân loại cấp độ đất 68

4.2.2 Đánh giá đặc điểm trầm tích khu vực bán đảo Đồ Sơn 69

4.2.3 Một số vấn đề địa chất công trình 71

4.3 ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU PHỤC VỤ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN 75

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BIỂU BẢNG

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ẢNH MINH HỌA

2 Hình 1.2 Bản đồ địa chất khu vực ven biển thành phố Hải Phòng ((Trích lƣợc từ Bản đồ địa chất Tờ Hải Phòng tỷ lệ 1:50.000) 10

13 Hình 3.4 Mặt cắt trầm tích – địa chất công trình lỗ khoan trên đất liền ven biển 46

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Đồ Sơn là quận mới được thành lập năm 2007, nằm phía Đông Nam thành phố Hải Phòng Với lợi thế về điều kiện tự nhiên, Đồ Sơn đã và đang được đầu tư phát triển rất mạnh về cơ sở hạ tầng, như hình thành các cụm công nghiệp, khu đô thị mới, nhất là các công trình đường ống cấp nước, cáp điện vượt biển ra đảo Hòn Dáu, các dự án đầu tư xây dựng cảng biển nước sâu Đồ Sơn; qua đó, nhằm khai thác triệt để thế mạnh của quận ven biển, góp phần phát triển kinh tế xã hội thành phố nói chung và quận Đồ Sơn nói riêng

Với đặc điểm, cấu tạo địa chất thành phố Hải Phòng nói chung, khu vực nghiên cứu nói riêng rất phức tạp, gồm nhiều loại trầm tích có tuổi, nguồn gốc, thành phần và tính chất cơ lý khác nhau Đặc biệt, có sự xuất hiện của tầng đất yếu phân bố ngay trên bề mặt, diện phân bố rộng, bề dày lớn gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến cơ sở hạ tầng; thực tiễn mười năm gần đây cho thấy, các tai biến địa chất xảy ra như lún, xói lở, vỡ đê xảy ra rất mạnh và có diễn biến ngày càng phức tạp Hiện nay, công tác khắc phục hậu quả đã được thực hiện, nhưng hiệu quả chưa cao, các giải pháp xử lý nền đất chưa được quan tâm đúng mức; đặc biệt thiếu các tài liệu khảo sát địa chất công trình liên quan đến công trình biển nói chung Do đó, hàng năm vẫn xảy ra các tai biến địa chất, gây thiệt hại lớn về kinh tế

Các nghiên cứu về đặc điểm trầm tích khu vực ven biển thành phố Hải Phòng

từ trước đến nay đã phản ánh được nét cơ bản về đặc điểm, lịch sử hình thành trầm tích châu thổ sông Hồng nói chung và khu vực nghiên cứu nói riêng Tuy nhiên, rất khó áp dụng vào thực tế cho một khu vực cụ thể như bán đảo Đồ Sơn Trong khi, các công tác khảo sát địa chất công trình còn mang tính nhỏ lẻ, chủ yếu phục vụ cho các công trình cụ thể và phần lớn thực hiện ở trên cạn, ít được thực hiện ở phần biển ven

bờ, do gặp nhiều khó khăn trong thi công và chi phí khảo sát lớn

Việc ứng dụng các phương pháp khảo sát hiện đại phù hợp với đặc điểm địa hình biển, như phương pháp đo địa chấn nông phân giải cao kết hợp với khảo sát

địa chất công trình trên cạn vào nghiên cứu, đánh giá đặc điểm trầm tích khu vực bán đảo Đồ Sơn có ý nghĩa quan trọng và độ tin cậy cao, nhằm phục vụ có hiệu quả trong thiết kế, thi công Qua đó, đề ra các giải pháp xử lý nền đất phù hợp, giảm thiểu tối đa những sự cố xây dựng công trình và chi phí khảo sát để phát triển bền vững cơ sở hạ tầng là nhu cầu khách quan

Từ thực tế trên, đề tài “Nghiên cứu đặc điểm trầm tích trên cơ sở địa chấn nông phân giải cao khu vực bán đảo Đồ Sơn, phục vụ xây dựng công trình biển” là vô cùng cần thiết

2 Mục tiêu của luận văn

- Làm sáng tỏ đặc điểm trầm tích Đệ tứ khu vực nghiên cứu trên cơ sở nghiên cứu địa chấn nông phân giải cao kết hợp tài liệu khoan khảo sát địa chất công trình

- Xác định mối liên quan giữa đặc điểm trầm tích Đệ tứ trên cơ sở nghiên cứu địa chấn nông phân giải cao với phân loại đất trong địa chất công trình, từ đó đề xuất các giải pháp phát triển cơ sở hạ tầng phục vụ xây dựng công trình biển

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Các thành tạo trầm tích Đệ tứ khu vực bán đảo Đồ

Sơn, thành phố Hải Phòng

- Phạm vi nghiên cứu: Khu vực ven biển bán đảo Đồ Sơn trong vùng tọa độ

địa lý 20°43’ ÷ 20°45’ vĩ độ Bắc, 106°45’ ÷ 106°49’ kinh độ Đông

+ Phần đất liền ven biển: Gồm toàn bộ khu vực ven biển bán đảo Đồ Sơn + Phần biển ven bờ: Nghiên cứu đến độ sâu 10,0 m nước

4 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu đặc điểm trầm tích khu vực bán đảo Đồ Sơn trên cơ sở các mặt cắt địa chấn nông phân giải cao và lỗ khoan khảo sát địa chất công trình

- Xác định mối tương quan giữa đặc điểm trầm tích và địa chất công trình khu vực bán đảo Đồ Sơn

- Đề xuất các giải pháp kỹ thuật phục vụ xây dựng công trình biển khu vực bán đảo Đồ Sơn

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Ý nghĩa khoa học: Làm sáng tỏ đặc điểm trầm tích, địa chất công trình hệ Đệ

tứ và mối liên quan giữa chúng với nhau trong khu vực bán đảo Đồ Sơn

- Ý nghĩa thực tiễn: Xác định được các nguyên nhân gây tai biến lún nền đất

và đề ra các giải pháp kỹ thuật xử lý nền đất yếu phục vụ xây dựng cơ sở hạ tầng

6 Cấu trúc của luận văn

Mở đầu

Chương 1 Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên

Chương 2 Lịch sử, cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 3 Đặc điểm trầm tích khu vực bán đảo Đồ Sơn

Chương 4 Một số vấn đề địa chất công trình và giải pháp xử lý phục vụ xây dựng công trình biển khu vực bán đảo Đồ Sơn

Kết luận và kiến nghị

Phía Tây và Tây Bắc giáp quận Dương Kinh, huyện Kiến Thụy

Phía Nam và phía Đông giáp vùng biển vịnh Bắc Bộ

Phía Đông Bắc giáp với cửa sông Lạch Tray và huyện đảo Cát Hải

Phía Tây Nam giáp với cửa sông Văn Úc

Hình 1.1 Sơ đồ vị trí các lỗ khoan và các tuyến địa chấn khu vực nghiên cứu Với ưu thế về vị trí địa lý, bán đảo Đồ Sơn có nét đặc trưng riêng so với các quận, huyện khác trong thành phố Hải Phòng, có vai trò quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế và an ninh quốc phòng khu vực Bắc Bộ nói chung và thành phố Hải Phòng nói riêng

1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO

Đồ Sơn là vùng đất quy tụ tương đối đầy đủ các loại địa hình cơ bản: đồi, đồng bằng, bờ và đáy biển Toàn bộ địa hình cơ bản trên lại được phân bố trong một không gian lục địa - biển - đảo Do vậy, địa hình Đồ Sơn khá phong phú về kiểu loại, đa dạng về nguồn gốc [8]

Địa hình đồi của Đồ Sơn cao không quá 130 m, chia thành ba bậc: Bậc trên cùng cao 80 ÷ 127 m gồm các đỉnh Vạn Hương, Ngọc Xuyên, Chòi Mòng, Đồ Sơn, liên kết với nhau thành dãy kéo dài theo phương tây bắc - đông nam, có lẽ được hình thành và nâng cao từ cuối Đêvôn - đầu Pleistocene Bề mặt thứ hai cao 40 ÷ 70

m gồm các đỉnh Ba Đì, Nà Hầu, Bến Tầu, Ba Phúc, kéo dài thành dãy theo phương tây bắc - đông nam và Hòn Dáu, có lẽ được hình thành và nâng cao vào Pleistocene giữa Bề mặt thứ ba cao 20 ÷ 30 m gồm các đỉnh Núi Độc, Đỉnh Vung, Bến Thốc có

lẽ được nâng cao vào đầu Pleistocene muộn Sườn và chân các đồi núi phổ biến các vách mài mòn cũ của sóng các thềm biển tích tụ, tích tụ mài mòn hoặc mài mòn có

độ cao khác nhau Địa hình đồi cấu tạo chủ yếu bằng các đá trầm tích hệ tầng Đồ Sơn rất rắn chắc Đỉnh dạng vòm tương đối bằng phẳng, đường chia nước không rõ, sườn thẳng hoặc hơi lồi, đường nét trơn tru, thường dốc 15 ÷ 20o Trên các đỉnh và sườn đồi, nước mưa đã bóc mòn, rửa trôi các sản phẩm phong hoá và vận chuyển dần xuống dưới chân đồi, tạo nên dải tích tụ hẹp ven các chân đồi

Địa hình nguồn gốc hỗn hợp biển sông, trong đó sông và bồi tích sông đóng vai trò chủ đạo, gồm hầu hết đồng bằng phía trong đê biển, trừ các đê cát ở Ngọc Hải, được bồi tụ trong thời gian khoảng 2.000 ÷ 1.000 năm trước Đồng bằng Đồ Sơn khá bằng phẳng, độ cao trung bình 1,0 ÷ 1,2 m, hầu hết đất đang còn chua mặn, trừ vùng ven chân đồi và các dải cồn cát ở Vạn Sơn, Ngọc Xuyên Địa hình có hướng chung thấp dần về phía đông, đông nam, độ nghiêng bề mặt đồng bằng rất nhỏ, <30', những nơi sát chân đồi và cồn cát cổ, góc dốc bề mặt tăng lên 1 ÷ 2o Bề mặt địa hình có tính tương phản rõ với các địa hình đồi núi xung quanh và với sự có mặt của các đê cát cổ, chạy dài thành tuyến theo hướng tây bắc - đông nam

Đồng bằng cồn bãi hình thành khoảng 7 thế kỷ trước, nằm sát biển ở đông nam khu vực, thuộc 4 xã Tú Sơn, Đoàn Xá, Đại Hợp, Bàng La Đồng bằng cao 2 ÷

3 m, gồm 2 dãy với nhiều cồn nằm phân cách nhau qua các lạch trũng thấp, trong đó

có cửa Đại Bàng, một cửa lạch lớn giữa địa phận hai xã Bàng La và Đại Hợp

Đồng bằng nguồn gốc vụng biển (lagoon) nằm ở Đông Bắc khu vực, thuộc một số xã như Tân Phong, Đại Đồng, Anh Dũng, Hợp Đức và khu kinh tế mới đường 14 Vụng biển được hình thành và bồi lấp kể từ khi có các cồn bãi chắn ngoài Hiện đây là nơi trũng thấp chua mặn nhất Hải Phòng, độ cao bề mặt chỉ 0,5 ÷ 0,8 m Trầm tích bề mặt chủ yếu là bột sét và cát bột màu vàng nâu Dưới bề mặt 30 ÷ 40 cm

có lớp sét dẻo quánh, xám xanh, có chỗ chứa vô số thân xác thực vật ngập mặn

Đồng bằng nguồn gốc hỗn hợp đầm lầy - biển phân bố hạn chế ở phía bắc thị

xã, nơi vốn là một vùng biển cổ bị lấp đầy trong khoảng 700 ÷ 1.000 năm qua Độ cao bề mặt đồng bằng thường 0,5 ÷ 0,8 m Trầm tích cấu tạo bề mặt đồng bằng là bột sét, cát bột màu xám, xám nâu dẻo quánh Nằm sâu dưới bề mặt 20 ÷ 40 cm thường bắt gặp lớp sét bột hoặc cát bột màu xám xanh dẻo quánh chứa nhiều di tích thân rễ thực vật ngập mặn và các hợp chất lưu huỳnh ở dạng khử

Địa hình tích tụ do sóng gồm các bậc thềm biển tích tụ - mài mòn phân bố ở các độ cao khác nhau, tuổi thềm càng lớn thì thềm phân bố càng cao Thềm bậc III cao 10 ÷ 15 m, đá gốc thường nằm dưới mặt thềm một vài mét Ở tây bắc núi Nà Hầu, thềm có dạng yên ngựa, dài 200 ÷ 300 m, rộng 100 ÷ 150 m, cấu tạo từ cuội, sỏi cát, bột màu nâu vàng, gắn kết yếu Các chỗ khác thềm hẹp, chỉ rộng vài chục mét, cấu tạo từ cát thạch anh màu xám trắng Thềm bậc II cao 4 ÷ 6 m, có thể được cấu tạo từ cát trắng, xám vàng chứa vỏ sò ốc hoặc từ cuội sạn sỏi tạo thành các dải hẹp, ngắn ven các cung bờ lõm của đồi núi, dưới chân núi Ngọc Xuyên, Đồ Sơn, Ba

Đì, Bến Sét, hoặc nằm trên các yên ngựa giữa các đỉnh đồi thấp kế nhau Diện tích các mảng thềm có thể rộng tới 10 ha (khu II Đồ Sơn) Mặt thềm thường có lớp phủ mỏng cuội, sỏi, sạn cát nằm trên nền đá gốc, một vài nơi tảng đá gốc nhô cao trên

bề mặt thềm Thềm bậc I cao 3 ÷ 3,5 m, là bậc thềm trẻ nhất và còn đang được bảo tồn khá tốt, cấu tạo bề mặt là cát hạt nhỏ màu vàng xám đôi chỗ lẫn vỏ sinh vật biển Thường gặp những mảng thềm rộng từ vài mét tới 200 ÷ 300 m, dài vài trăm mét nằm kế sát các vách sóng cũ Một số nơi thềm có dạng hỗn hợp tích tụ - mài mòn, cấu tạo từ các vật liệu hạt thô như cuội, sỏi, đá gốc nổi cao trên mặt

Đê cát ở Ngọc Hải cao 3,5 ÷ 4 m, rộng từ 50 m đến vài trăm mét, dài một vài

km Lớp cát nhỏ nằm trên dày 50 ÷ 80 cm, màu xám, có độ mài mòn tròn, chọn lọc tốt, lớp cát nằm dưới có màu vàng, dày 200 ÷ 250 m, chứa nhiều vỏ sò ốc biển, dưới

300 m là lớp bùn màu nâu Đê cát ở Bàng La chỉ cao 2 ÷ 2,5 m hình thành sau đê cát Ngọc Hải trong cơ chế biển lùi, vào giai đoạn phát triển đồng bằng tam giác châu Bắc Bộ mở rộng tới Yên Lập

Địa hình bờ biển và bờ đảo Đồ Sơn gồm hai kiểu đặc trưng: Kiểu bờ tích tụ, thấp, bằng phẳng bao gồm các đoạn bờ cát, bờ bùn được trải rộng, nghiêng thoải ra phía biển Bãi cát biển được cấu tạo bởi cát lục nguyên hạt nhỏ màu xám độ chọn lọc tốt Cát của bãi tắm I và II có thành phần độ hạt tương đối đồng nhất, cát của bãi III

có thành phần phức tạp hơn gồm nhiều cấp hạt, độ phân tuyển cũng kém hơn bãi I và II Kiểu tích tụ - mài mòn với những vách xâm thực dốc đứng cao một vài chục mét nhô ra biển, nằm xen kẽ với các cung lõm tích tụ, phân bố chủ yếu trên đoạn bờ của bán đảo Đồ Sơn và đảo Hòn Dáu Dưới chân các vách dốc đứng là các bãi đá tảng, cuội, rộng khoảng trăm mét khi thuỷ triều hạ thấp nhất, nghiêng thoải về phía biển

Theo nguyên tắc nguồn gốc hình thái, bờ biển ở khu vực được phân thành kiểu ứng với ba đoạn sau: Đoạn phía bắc bán đảo thuộc kiểu bờ thuỷ triều - rừng ngập mặn, nằm trong phạm vi vùng cửa sông hình phễu Bạch Đằng, đường bờ bị chia cắt phức tạp và lõm lùi đáng kể về phía lục địa trong vòng 5 ÷ 7 thế kỷ qua Đoạn bờ ở khu bán đảo Đồ Sơn thuộc kiểu tích tụ - mài mòn do sóng, phổ biến các thềm biển bãi biển, các vách mài mòn do sông Bờ đang phát triển theo hướng mài mòn các mũi nhô, bồi tụ các bãi ở các cung lõm để đạt tới cân bằng trắc diện dọc Đoạn ở phía tây nam bán đảo Đồ Sơn từ cửa Họng tới cửa Văn Úc thuộc kiểu bờ châu thổ nhưng tốc độ bồi lấn ra biển chậm Hiện nay, đoạn bờ này đang bị xói lở mạnh dù đường 0 m hải đồ vẫn tiến ra phía biển

Địa hình tích tụ do thuỷ triều gồm: Bãi biển cao ngoài đê quốc gia, cao 0 ÷ 0,5 m, khá bằng phẳng, bề mặt được phủ một lớp trầm tích sét bột màu nâu xám, chỉ

bị ngập khi thuỷ triều từ trung bình đến cực đại, thực vật ngập mặn phát triển tốt Bãi triều thấp: cao trung bình (-) 0,5 ÷ 1,1 m, khá bằng phẳng, thường xuyên ngập triều, trừ khi triều rút thấp, hoàn toàn vắng bóng thực vật ngập mặn

Địa hình tích tụ hỗn hợp triều - sóng và hải lưu ven bờ gồm: Tích tụ bờ ngầm, từ độ sâu 6 m trở vào, do sóng bị biến dạng mạnh khi ma sát với đáy Vật liệu trầm tích từ các cửa sông đưa ra được dòng triều và các dòng chảy ven bờ phát tán ra xa cửa sông và lan toả vào ven biển Bề rộng của bờ ngầm tới 6 ÷ 7 km Vật liệu tích tụ của bờ ngầm chủ yếu là cát bột, bùn bột màu nâu hồng Tích tụ biển nông ven bờ nằm trong khoảng độ sâu 6 m tới 20 ÷ 25 m Đây là đới chịu tác động của sóng đến đáy yếu Vật liệu tích tụ ở mặt đáy chủ yếu là bùn sét mịn màu nâu hồng từ các cửa sông cung cấp

Địa hình đáy biển Đồ Sơn được trải rộng từ bờ ra đến trung tâm vịnh Bắc

Bộ Trong khoảng từ bờ đến độ sâu 20 ÷ 25 m, đáy biển Đồ Sơn đang được bồi tụ bởi các vật liệu bùn sét mang đến từ các vùng cửa sông Cấm - Bạch Đằng, Văn Úc - Thái Bình và Lạch Tray Nằm ngoài độ sâu 20 ÷ 25 m là phần đáy vịnh Bắc Bộ, nguyên là đồng bằng lục địa mới do biển dâng cao làm ngập

1.3 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU

Nằm ở ven biển, quận Đồ Sơn thuộc tiểu vùng sinh thái duyên hải đồng bằng Bắc Bộ nên chịu ảnh hưởng của chế độ nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, mưa nhiều Lượng mưa trung bình mùa khô: 262,1 mm từ tháng 11 đến tháng 4, lượng mưa trung bình mùa mưa: 1478,4 mm từ tháng 5 đến tháng 10

Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình hàng tháng 21,6oC; cao nhất có khi tới 40,0oC; nhiệt độ thấp nhất có khi tới 6,5oC Vùng trung tâm do bị chắn bởi các dãy núi nên vào mùa hè nhiệt độ thường cao hơn so với các vùng ven biển

Hướng gió: Mùa hè (từ tháng 4 đến tháng 9) hướng gió chủ đạo đông và đông nam, mùa đông (Từ tháng 9 đến tháng 4) hướng đông và đông bắc Vận tốc gió trung bình 3,5 m/s; lớn nhất 40 ÷ 45 m/s

1.4 ĐẶC ĐIỂM THỦY VĂN, HẢI VĂN

1.4.1 Đặc điểm thủy văn

Chế độ thủy văn phụ thuộc vào nước thủy triều, sóng biển và mực nước của sông Cấm và sông Văn Úc Mực nước cao nhất +4,44 m; thấp nhất +0,6 m Vào mùa mưa, bão sóng biển dâng cao có thể làm ảnh hưởng các công trình hạ tầng do địa hình nhô ra sát biển

1.4.2 Đặc điểm hải văn

Chế độ triều trong vùng thuộc loại nhật triều đều điển hình, chu kỳ ổn định, trung bình 24h50', biên độ lớn, trung bình 3,6 m, cực đại 4,5 m vào kỳ triều cường (triều cường vào các tháng 5 ÷ 7 và 10 ÷ 12) Nước ròng xuất hiện vào tháng 7 ÷ 8, nước cường xuất hiện vào tháng 12 ÷ 1 Mỗi tháng có hai kỳ triều cường, mỗi kỳ 11

÷ 13 ngày và hai kỳ triều kém, mỗi kỳ 3 ÷ 4 ngày Các điều kiện thời tiết đặc biệt như gió mùa, bão, lốc gây ra những biến đổi phức tạp chế độ triều

Dòng chảy ven bờ khu vực Đồ Sơn phụ thuộc vào hướng đường bờ và địa hình đáy ven bờ Dòng chảy tổng hợp bao gồm nhiều thành phần: dòng triều có tính chất tuần hoàn, dòng chảy gió và dòng chảy sóng trong đới sát bờ phụ thuộc vào biến động của gió và các điều kiện có tính chất thống trị Ngoài sườn bờ ngầm (tương ứng độ sâu 20 m) chế độ dòng chảy theo mùa thuộc hoàn lưu bờ tây Vịnh Bắc Bộ và có tính thuận nghịch, phụ thuộc mùa, với tốc độ 20 ÷ 30 cm/s theo hướng tây nam trong mùa gió Đông Bắc và 10 ÷ 20 cm/s theo hướng đông bắc trong mùa gió Tây Nam Tại vùng biển sát bờ, dòng triều toàn nhật đạt độ lớn cực đại >50 cm/giây, dòng bán nhật triều thường <10 cm/giây và dòng triều 1/4 ngày thường <5 cm/giây Dòng chảy triều theo con nước lên xuống, thường mạnh nhất khi thuỷ triều lên xuống ngang qua mực nước biển trung bình Dòng triều có thể đưa một khối lượng nước lớn vào cửa sông Dòng sóng dọc bờ mang tính cục bộ, tạo bãi và doi cát

Các hướng sóng chính là bắc, đông bắc về mùa đông, với độ cao sóng trung bình 0,5 ÷ 0,75 m và đông, đông nam về mùa hè, với độ cao sóng trung bình là 0,7

÷ 0,9 m, cực đại 2 ÷ 5 m Tần suất sóng khu vực là 20 - 21% Sóng chủ yếu thuộc loại sóng ngoài khơi truyền vào Do đặc điểm địa hình, sóng truyền vào khu vực đông bắc Đồ Sơn thấp hơn vào khu vực tây nam Sóng bão và sóng trong các đợt gió mùa đông bắc kéo dài đều có độ cao lớn, 4 ÷ 6 m Hướng sóng tại đường phá huỷ làm thành một góc dưới 20o so với pháp tuyến đường bờ Tác dụng phá huỷ bờ của sóng tăng khi bão trùng kỳ triều cường

Nước dâng trong bão có thể đến 3,5 m Dâng cao mực nước biển do hiệu ứng nhà kính tại Hòn Dáu 2,24 mm/năm trong giai đoạn 1957 - 1989

1.5 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT

1.5.1 Trước Đệ tứ

Các đá gốc trầm tích ở khu vực thuộc về hệ tầng Đồ Sơn do Nguyễn Công Lượng (1985) xác lập có tuổi Đêvôn muộn (D3) và phân hệ tầng này thành 3 phụ hệ tầng:

- Phụ hệ tầng dưới (D3 đs1): Gồm cát kết dạng quarzit phân lớp trung bình đến dày, cấu tạo phân lớp xiên chéo xen cuội kết hạt thưa và cát bột kết xám tím

chứa hóa thạch cá Vietnamaspis trii Long, Bouret và thực vật dạng vẩy

Colodexylon cf.C deatsil (garriene) Chiều dày 100,0 m

- Phụ hệ tầng giữa (D3 đs2): Gồm cát kết dạng quarzit, bột kết tím đỏ, cát kết màu xám, phân lớp xiên chéo xen lớp mỏng bột kết xám Chiều dày 100,0 m

- Phụ hệ tầng trên (D3 đs3): Gồm cát kết dạng quarzit phân lớp xiên chéo, cát kết xám trắng xen ít lớp bột kết Chiều dày 150,0 m

Hình 1.2 Bản đồ địa chất khu vực ven biển thành phố Hải Phòng ((Trích lược từ

Bản đồ địa chất tờ Hải Phòng tỷ lệ 1:50.000) [13, 32]

- Hệ tầng Vĩnh Phúc có nguồn gốc biển, đầm lầy biển, sông biển và aluvi sông, dày 5 ÷ 20 m, độ sâu xuất hiện thường trên dưới 10 m ở đồng bằng bao quanh thị xã Phần dưới là các hạt nhỏ màu xám vàng, xám nhạt, đôi chỗ lẫn sỏi và bùn bã hữu cơ có nguồn gốc biển Phần giữa là bùn sét bột, cát bột với các ổ cát chảy ướt, màu xám, màu tro, chứa nhiều tàn tích thực vật mục nát, có nguồn gốc đầm lầy biển

và vùng triều Phần trên gồm trầm tích sét, bột sét, cát bột dẻo quánh màu xám vàng, nâu gụ, hồng nhạt, xám trắng, nguồn gốc aluvi sông, chứa oxyt sắt

Trầm tích Holocen: gồm hai hệ tầng Hải Hưng và Thái Bình, dày phổ biến 7

÷ 12 m, có xu thế hạt mịn hơn, màu xám và sẫm hơn, chứa nhiều di tích vỏ thân mềm biển, mùn bã thực vật Hệ tầng Hải Hưng dày 4 ÷ 8 m, nằm dưới bề mặt đồng bằng Phần dưới là các trầm tích nguồn gốc đầm lầy biển và biển nông, thành phần bùn bột, bột sét, sét màu xám, xám nâu, hay gặp vỏ thân mềm biển, phổ biến khá rộng khắp dưới vùng đồng bằng 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 bã hữu cơ và rất ướt nhão Hệ tầng Thái Bình, dày khoảng 1 m đến 3 ÷ 4 m, tạo nên đồng bằng ven biển Phần dưới là trầm tích nguồn gốc biển (triều thấp và dưới triều), thành phần cát nhỏ và cát bột màu xám, xám nâu chứa vỏ thân mềm biển Phần trên là trầm tích nhiều nguồn gốc như bãi bồi châu thổ ngập triều, đầm lầy sú vẹt biển, bãi cát biển và trầm tích hồ đầm nước ngọt

Trầm tích Đệ tứ không phân chia là các thành tạo tàn tích, sản phẩm của chính quá trình phong hoá, nằm tại chỗ trên sườn đồi hoặc tích tụ dưới chân đồi

Trầm tích mặt đáy biển ven bờ Đồ Sơn đang được tích tụ bao gồm các loại cát hạt nhỏ, bùn bột lớn nhỏ và bùn đất sét bột Trầm tích cát hạt nhỏ màu xám và xám nâu, có ở các bãi biển và vùng triều phía ngoài đê biển nông trường Trung Dũng và hạn chế hơn bãi ven đê biển Bàng La, phân bố từ bờ tới độ sâu 0,5 ÷ 1,0

m Bùn bột lớn có màu nâu xám, phân bố ở vùng triều sát phía tây nam bán đảo và ngoài đê Bàng La, ven rìa các bãi lầy sú vẹt Ngọc Hải, làm thành dải ở sát bờ cho đến độ sâu khoảng 1 ÷ 2 m Bùn bột nhỏ màu nâu xám, nâu hồng phân bố hạn chế trên các bãi lầy sú vẹt và thành dải từ khoảng độ sâu 1 ÷ 2 m đến 5 ÷ 6 m ở đáy biển ven bờ, diện phủ rộng nhất ở phía ngoài đê Trung Dũng Bùn bột sét màu nâu hồng, phân bố rộng ở đáy biển có độ sâu 5 ÷ 6 m trở ra

1.6 ĐẶC ĐIỂM KIẾN TẠO

Đặc điểm tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại ở Hải Phòng nói chung và Đồ Sơn nói riêng [8] thể hiện rõ nhất qua ba hệ thống đứt gãy định hướng tây bắc - đông nam, đông bắc - tây nam và á vĩ tuyến Chúng cắt qua các tầng đất đá, gây dịch chuyển, biến vị phá huỷ các lớp đá cứng, tạo ra các chuyển động khối tảng, hình thành nên các bồn trũng và khối nâng làm tiền đề cho các quá trình tích tụ hoặc xâm thực bào mòn của khu vực Hệ đứt gãy định hướng tây bắc - đông nam gồm một loạt đứt gãy lớn đóng vai trò chính phá huỷ các thành tạo địa chất Hải Phòng Đứt gãy sâu Sông Lô cắt qua cửa Thái Bình và song song với nó là các đứt gãy Hải Ninh

- Kiến An cắt qua cửa Văn Úc; Kim Thành - Đồ Sơn cắt qua cửa Họng; Kinh Môn - Hải Phòng cắt qua cửa Bạch Đằng và đứt gãy Núi Đèo - Đồ Sơn định hướng bắc tây bắc - nam đông nam Hệ đứt gãy định hướng đông bắc - tây nam bao gồm đứt gãy Văn Lý - Tiền Hải - Hòn Dáu; Thuỵ Anh - Đồ Sơn, Thái Bình - Hải Phòng và đứt gãy sông Luộc Hệ đứt gãy định hướng ở vĩ tuyến bao gồm đứt gãy Kinh Điền - Cát Hải - Phù Long cùng một loạt đứt gãy Bắc Thuỷ Nguyên và Kinh Môn

Hoạt động của các hệ đứt gãy có kèm theo biểu hiện địa chấn cường độ khác nhau Trung tâm Hải Phòng, được phân định bởi đứt gãy sông Lô và Kinh Môn - Hải Phòng, có biểu hiện động đất đạt cường độ 4,6 ÷ 5,0 độ Richter Dọc đứt gãy Kim Thành - Đồ Sơn có 3 chấn tâm động đất, cường độ 2,5 ÷ 5,0 độ Richter

Khu vực Đồ Sơn nằm trên đới nâng Kiến An - Đồ Sơn, có biên độ nâng đạt

60 ÷ 120 m, tạo nên kiến trúc hình thái dương phân chia lãnh thổ Hải Phòng thành hai phần đông bắc và tây nam có đặc điểm phát triển địa chất khác nhau trong giai đoạn hiện đại Kiến trúc hình thái dương trùng với đới nâng Kiến An - Đồ Sơn rộng khoảng 15 km, phần lớn diện tích bị phủ bởi trầm tích Đệ tứ, đá gốc chỉ lộ ra ở Đồ Sơn, Núi Đối và Kiến An Bề mặt đồng bằng bao quanh đồi núi chỉ cao 1,0 ÷ 1,5 m đến 2 ÷ 3 m Giáp kế phía tây nam là một đới sụt hạ có biên độ sụt hạ Tân kiến tạo tới nghìn mét, tốc độ 0,03 ÷ 0,04 mm/năm Giáp kế phía đông bắc là đới sụt hạ Hải Phòng, trên đó trong giai đoạn hiện đại lại xuất hiện đới sụt hạ trung tâm ở vùng cửa sông Bạch Đằng

Chương 2 LỊCH SỬ, CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU

2.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Trầm tích vùng ven biển đã được nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới đề cập đến trong các công trình khác nhau từ những năm đầu thế kỷ 20 Có thể kể đến các công trình tiêu biểu về địa chất - khoáng sản của một số nhà địa chất người Pháp như: Colari M (1913, 1928), Patte E (1924, 1927, 1931, 1934), Mansuy H (1925), Bouret R (1925), Frontain J (1927, 1928, 1937, 1938), Lacraix A (1928, 1932, 1934), Blondel F (1929), Breton Le (1931,1934), Saurin E (1935, 1937)

Từ 1954 ÷ 1975, nhiều công trình có giá trị đã ra đời, đáng chú ý là công trình nghiên cứu NAGA điều tra biển Đông của viện hải dương học Zcrip - Califonia (Mĩ) và Thái Lan kết hợp (1957 ÷ 1961) Dựa trên kết quả của chuyến khảo sát này Niino, Emery (1961, 1963) đã lập sơ đồ các kiểu trầm tích và nêu tính phổ biến của trầm tích aluvi vịnh Bắc Bộ nói chung

Trong những năm gần đây đã có nhiều công trình nghiên cứu trầm tích khu vực biển ven bờ trên cơ sở đan dày mạng lưới khảo sát địa chấn nông phân giải cao, khoan và lấy mẫu bằng ống phóng trọng lực nhằm xác định cấu trúc đới ven biển Trong số đó phải kể đến các công trình sau: Châu thổ ngầm hệ thống sông Ganges-Brahmaputra của Kueh A S và nnk (1998); Châu thổ ngầm Gargano Holocen muộn, thềm lục địa Adriatic: thay đổi hướng và tốc độ cung cấp trầm tích của Antonio Cattaneo và nnk; Phát triển châu thổ ngầm sông Hoàng Hà trong Holocen của Lui J

P và nnk (2004), Công trình "Quá trình hình thành châu thổ ngầm trên thềm lục địa Atchafalaya, Louisiana" Ciara F Neill và Mead A Allison (2004 ÷ 2005),

2.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

2.1.2.1 Giai đoạn trước năm 1975

Năm 1963 ÷ 1965, đội khảo sát liên hiệp Việt - Trung đã lập loạt sơ đồ và báo cáo kết quả khảo sát vịnh Bắc Bộ Trong đó đã nêu khái quát sự phân bố các trường

trầm tích sạn, cát và bùn sét ở đáy vịnh Bắc Bộ và các cửa sông khu vực nghiên cứu Năm 1965, khi toàn miền Bắc đã tiến hành đo vẽ lập bản đồ địa chất tỉ lệ 1:500.000 (Dovjikov A E chủ biên) thì khu vực nghiên cứu cũng được đề cập trong bản đồ này Tiếp theo đó, các đặc trưng địa chất của vùng được chi tiết hóa trong bản đồ địa chất 1:200.000 do các nhà địa chất Việt Nam tiến hành từ 1963 đến 1975, tiêu biểu như là V.K Golovenok và Lê Văn Chân (1965 ÷ 1970), Nguyễn Đức Tâm (1968, 1976, 1979), Phan Huy Quýnh (1971 ÷ 1976), Lê Huy Hoàng (1971 ÷ 1972), Nguyễn Đức Tùng (1973), Hoàng Ngọc Kỷ (1973), Phạm Văn Quang (1969), Phan Cự Tiến (1969

÷ 1970), Nguyễn Văn Liêm (1970), Lê Hùng (1967 ÷ 1975)

2.1.2.2 Giai đoạn sau năm 1975

Từ 1975 đến nay, công tác điều tra địa chất được đẩy mạnh hơn và được tiến hành có hệ thống trên toàn vùng biển nói chung bao gồm cả khu vực nghiên cứu Năm 1973 ÷ 1978, tác giả Hoàng Ngọc Kỷ đã thiết lập 5 phân vị địa tầng thông qua kết quả đo vẽ địa chất tờ Hà Nội, Hải Phòng - Nam Định tỉ lệ 1:200.000 đó là: Hệ tầng Thái Thụy có tuổi Pleistocen sớm (Q11), hệ tầng Hà Nội có tuổi Pleistocen giữa

- muộn (Q12 - Q13a), hệ tầng Vĩnh Phúc có tuổi Pleistocen muộn (Q13b), hệ tầng Hải Hưng có tuổi Holocen sớm - giữa (Q21-2), hệ tầng Thái Bình có tuổi Holocen muộn (Q23) Đây là bước tiến quan trọng trong nghiên cứu trầm tích vùng lục địa ven biển Trong thời gian này, cùng với Hoàng Ngọc Kỷ, Nguyễn Công Lượng (1976 ÷ 1979)

đã thành lập bản đồ địa chất tờ Hòn Gai - Móng Cái tỉ lệ 1:200.000 phủ kín dải lục địa ven biển Các công trình trên đã được Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam tổng hợp, biên tập, hiệu đính và xuất bản loạt bản đồ địa chất khoáng sản tỉ lệ 1:200.000 Việt Nam (1995 ÷ 1999)

Vào những năm 1975 ÷ 1980, các công trình nghiên cứu của Nguyễn Địch

Dỹ, Đào Thị Miên, Đỗ Văn Tự, Nguyễn Ngọc, Đinh Văn Thuận [5], lần đầu tiên đã đưa ra các phân vị địa tầng Đệ tứ trên cơ sở cổ sinh kết hợp với những đặc điểm thành phần vật chất Đến những năm 1980 ÷ 1990, các công trình nghiên cứu về đặc điểm thành phần vật chất và chu kỳ trong Đệ tứ được đẩy mạnh Trong công trình

nghiên cứu “Ranh giới giữa Pleistocen và Holocen” tác giả chấp nhận ranh giới địa

tầng giữa Neogen và Đệ tứ có niên đại 1,6 ÷ 1,8 triệu năm và ranh giới giữa

Pleistocen và Holocen có niên đại 10.000 năm Bp [6] Đây là công trình nghiên cứu đầu tiên có nhiều đóng góp mới về mặt khoa học đặc biệt về mặt cổ sinh địa tầng tính đến thời điểm đó Tuy nhiên, công trình nghiên cứu chưa có đóng góp mới về các phân vị địa tầng và nguồn gốc các thành tạo trầm tích

Trong thời điểm này, ngành địa vật lý biển ở nước ta cũng bắt đầu được phát triển Chương trình biển 48.06 giai đoạn 1981 ÷ 1985 tập trung nghiên cứu các vấn

đề cơ bản của vùng biển Việt Nam, trong đó có địa chất - địa mạo và khoáng sản đới ven biển Việt Nam Cụ thể, đề tài “Địa chất, khoáng sản ven biển Việt Nam” của Nguyễn Biểu [4] đã chỉ ra những nét khái quát về sự phát hiện Tectit ở ven biển Hải Phòng - Quảng Ninh, tầng cuội thạch anh ở quần đảo Vĩnh Thực - Cái Chiên, các lộ Sa khoáng ở Quán Lạn và quy luật nguồn gốc thành tạo chúng

Trần Nghi, Ngô Quang Toàn (1993 ÷ 1995) trong các công trình đo vẽ bản

đồ địa chất tỷ lệ 1:50.000 các nhóm tờ Hà Nội, Hải Phòng và Thái Bình - Nam Định [19, 32] đã xác định được ranh giới giữa trầm tích Neogen (Hệ tầng Vĩnh Bảo - N2vb) và trầm tích Đệ tứ (Hệ tầng Lệ Chi - Q1lc) trên cơ sở so sánh sự khác biệt về

thành phần vật chất, hóa lý môi trường, cổ sinh, phong hóa, địa vật lý lỗ khoan… Đồng thời, trên cơ sở nghiên cứu đặc điểm thành phần vật chất, cổ sinh địa tầng, đã thiết lập một số phân vị địa tầng mới cùng với 5 chu kỳ cơ bản trong lịch sử hình thành và phát triển trầm tích Đệ tứ Mở đầu mỗi chu kỳ là các thành tạo hạt thô, ứng với thời kỳ biển lùi và kết thúc mỗi chu kỳ là các thành tạo hạt mịn, ứng với thời kỳ biển tiến Các phân vị địa tầng ứng với mỗi chu kỳ phát triển là: Hệ tầng Lệ Chi (Q11lc), hệ tầng Hà Nội (Q12-3ahn), hệ tầng Vĩnh Phúc (Q13bvp), hệ tầng Hải Hưng

(Q21-2hh), hệ tầng Thái Bình (Q23tb) Năm chu kỳ cơ bản đó là: Pleistocen sớm

(Q11), Pleistocen giữa - đầu Pleistocen muộn (Q12-3a), cuối Pleistocen muộn (Q13b), Holocen sớm - giữa (Q21-2), Holocen giữa - muộn (Q22-3)

Từ năm 1991, đề án "Điều tra địa chất, tìm kiếm khoáng sản rắn biển ven bờ Việt Nam (0 ÷ 30 m nước) tỉ lệ 1:500.000" do TSKH Nguyễn Biểu làm chủ nhiệm được Trung tâm Địa chất Khoáng sản Biển nay là Trung tâm Điều tra Tài nguyên - Môi trường Biển thực hiện Đây là một dự án lớn được thực hiện trong nhiều năm (1991 ÷ 2000), mỗi năm khảo sát đo vẽ địa chất ở một vùng biển Nguồn tài liệu thu

thập phong phú, đa dạng, các phương pháp nghiên cứu được tiến hành quy mô và hệ thống với nhiều chuyên đề Đến năm 2000, đã thành lập được bộ bản đồ tỉ lệ 1:500.000 cho các vùng biển ven bờ Việt Nam trong đó có vùng Hải Phòng - Quảng Ninh, bao gồm: bản đồ địa chất trước Đệ tứ, địa chất Đệ tứ, địa hình, địa mạo, thuỷ động lực, trầm tích tầng mặt, cấu trúc kiến tạo

Năm 1996, trong báo cáo điều tra địa chất đô thị thành phố Hải Phòng do Tác giả Nguyễn Đức Đại chủ biên [7], đã tiến hành đo vẽ kết hợp với các dạng công tác khoan đào, thí nghiệm mẫu cơ lý đất đá và thu thập tổng hợp tài liệu địa chất, địa chất thủy văn, địa chất công trình, đã thành lập bản đồ địa chất thủy văn thành phố Hải Phòng tỷ lệ 1:50.000 và vùng ngoại thành, phụ cận tỷ lệ 1:25.000 Đã đánh giá đặc điểm và làm sáng tỏ cấu trúc nền đất của thành phố Hải Phòng nói chung và khu vực nghiên cứu nói riêng, đánh giá được đặc điểm phân bố của nền đất cũng như các tính chất cơ lý, sức chịu tải của chúng; đã có cơ sở để kết luận, cấu trúc nền đất thành phố Hải Phòng thuộc loại phức tạp, kiểu nền nhiều lớp và đều có mặt lớp đất yếu, là một yếu tố không thuận lợi cần được chú ý trong xây dựng công trình và quy hoạch phát triển đô thị Tuy nhiên, công trình nghiên cứu ở khu vực bán đảo Đồ Sơn, mức độ nghiên cứu còn sơ lược, mật độ các điểm khảo sát còn thưa Mặt khác, các yếu tố địa chất công trình được mô tả còn rời rạc, chưa chi tiết, cụ thể do đó chưa làm rõ được đặc tính biến đổi tính chất cơ lý của chúng

Chương trình biển KC 09 giai đoạn 2001 ÷ 2005 tập trung điều tra cơ bản và nghiên cứu ứng dụng công nghệ biển, trong đó có 4 đề tài liên quan đến địa chất biển Đề tài KC.09.22 của tác giả Trần Đức Thạnh và nnk (2005) đã nghiên cứu, đánh giá làm rõ bản chất tự nhiên của vũng vịnh ven bờ thông qua các đặc điểm địa hình, địa mạo, địa chất trầm tích hiện đại, khí hậu, thủy văn và các hệ sinh thái

Trong chương trình Biển KC.09/06-10 giai đoạn 2006 ÷ 2010, phải kể đến

đề tài KC.09-13/06-10 của tác giả Trần Đức Thạnh đã thu thập rất nhiều mẫu trầm tích đáy ở khu vực ven bờ tây vịnh Bắc Bộ Dự án số 14 thuộc Đề án tổng thể về điều tra cơ bản và quản lý tài nguyên môi trường biển đến năm 2010, tầm nhìn

2020, Trần Đức Thạnh (2011) cũng đã tiến hành điều tra và đánh giá khái quát được

các đặc điểm địa chất, địa mạo và tài nguyên vị thế của vùng biển và các đảo ven bờ Việt Nam trong đó có khu vực biển nông ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh

Từ năm 2007 đến năm 2011, Dự án “Điều tra đặc điểm địa chất, địa động lực, địa chất khoáng sản, địa chất môi trường và dự báo tai biến địa chất các vùng biển Việt Nam” do Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển thực hiện đã được thực hiện Trong đó vùng biển ven bờ 0 ÷ 30 m nước Hải Phòng - Quảng Ninh đã được điều tra trong năm 2009 Các nghiên cứu thuộc dự án này đã làm sáng tỏ đặc điểm địa chất Đệ tứ, trầm tích tầng mặt và tướng đá thạch động lực khu vực ven biển

Năm 2015, trong báo cáo tổng kết chương trình khoa học và công nghệ cấp

bộ do tác giả Trần Đình Kiên [9] chủ biên “Nghiên cứu đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất công trình vùng ven biển Bắc Bộ phục vụ quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội, an ninh - quốc phòng, ứng phó với biến đổi khí hậu và nước biển dâng”, đã chia vùng ven biển Bắc Bộ thành 2 vùng với các điều kiện tự nhiên, địa hình, địa chất, địa chất công trình khác nhau Vùng 1 từ Móng Cái đến giáp ranh Hải Phòng với đặc trưng địa hình đồi núi ven biển; vùng 2 từ Hải Phòng đến Thái Bình, Nam Định

và Ninh Bình với đặc trưng đồng bằng ven biển; đã xây dựng bộ dữ liệu về điều kiện địa chất công trình vùng ven biển Bắc Bộ phục vụ công tác quy hoạch, khai thác hợp lý kinh tế vùng, sử dụng hợp lý tài nguyên đất đai; đề xuất các giải pháp thích ứng và phòng chống các tai biến địa chất, nhất là trong điều kiện tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng Tuy nhiên, đề tài nghiên cứu điều kiện địa chất công trình vùng ven biển Bắc Bộ, chưa đi sâu nghiên cứu chi tiết điều kiện địa chất công trình khu vực bán đảo Đồ Sơn; các giải pháp được đưa ra còn chung chung, chưa cụ thể, tính ứng dụng chưa cao, chưa đáp ứng được yêu cầu quy hoạch và phát triển cơ sở hạ tầng phục vụ xây dựng công trình biển

Năm 2016, trong tạp chí Khoa học ĐHQGHN bài báo “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 Dáu (Hải Phòng)” do nhóm tác giả Vũ Văn Lợi, Phạm Nguyễn Hà Vũ, Phạm Văn Quân [15] đã chỉ ra rằng có thể áp dụng phương pháp địa chấn nông phân giải cao thay thế các phương pháp địa chất công trình

truyền thống mà không khắc phục được trong điều kiện thi công trên biển nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng

Với đề tài “Đặc điểm và quy luật phân bố các thành tạo trầm tích Holocen khu vực ven biển thành phố Hải Phòng phục vụ phát triển cơ sở hạ tầng” luận án tiến sỹ Vũ Văn Lợi [13] đã phân tích và làm sáng tỏ đặc điểm quy luật phân bố trầm tích Holocen khu vực biển nông ven bờ Hải Phòng Tuy nhiên, đề tài chỉ tập chung nghiên cứu trầm tích Holocen, chưa đề cập đến trầm tích Pleistocen Mặt khác, kết quả chưa nghiên cứu chi tiết khu vực ven biển bán đảo Đồ Sơn phục vụ xây dựng cơ sở hạ tầng

Đặc biệt từ năm 2000 trở lại đây, theo định hướng quy hoạch của thành phố Hải Phòng đến năm 2025 tầm nhìn đến năm 2050 được triển khai mạnh và hướng ra biển tại các khu vực bãi bồi, vùng nước sâu 5 ÷ 10 m, hình thành nhiều dự án như:

Dự án khu du lịch quốc tế Hòn Dáu, tuyến ống cấp nước ra đảo Hòn Dáu, khu du lịch quốc tế Đồi Rồng, cảng Đồ Sơn,… Đây là các nghiên cứu địa kỹ thuật do nhóm tác giả thực hiện và tác giả làm phó chủ nhiệm khảo sát Kết quả nghiên cứu đã góp phần làm sáng tỏ cấu trúc địa chất công trình khu vực bán đảo Đồ Sơn, làm căn cứ

để lập quy hoạch sử dụng đất cho các dự án xây dựng các công trình biển cụ thể và

là cơ sở để thực hiện các giai đoạn tiếp theo của dự án

Tóm lại, cho đến nay đã có nhiều tài liệu, nhiều công trình nghiên cứu đặc điểm trầm tích khu vực ven biển nói chung trong đó có khu vực bán đảo Đồ Sơn, những công trình nghiên cứu trên đã đạt được những giá trị khoa học lớn về lý luận, thực tiễn và là nguồn tài liệu có giá trị Những kết quả điều tra, khảo sát địa chất công trình, khảo sát địa chấn nông phân giải cao phục vụ xây dựng các công trình thuộc các lĩnh vực khác nhau thu được ngày càng nhiều

Tuy nhiên, đối với khu vực ven biển bán đảo Đồ Sơn, các tài liệu, các công trình nghiên cứu về các đặc điểm địa chất còn rời rạc, chưa kết nối được các mặt cắt trầm tích, địa chất công trình với địa chấn nông phân giải cao để phục vụ xây dựng công trình biển Nghiên cứu về các thành tạo trầm tích liên quan đến các tai biến địa chất gây mất ổn định nền đất khu vực bán đảo Đồ Sơn và đề xuất các giải pháp phòng chống phục vụ xây dựng công trình biển phù hợp với đặc điểm của cấu trúc

nền chưa được quan tâm đúng mức Vì vậy, việc “Nghiên cứu đặc điểm trầm tích

trên cơ sở địa chấn nông phân giải cao khu vực bán đảo Đồ Sơn, phục vụ xây dựng công trình biển” là vô cùng cần thiết

2.2 CƠ SỞ TÀI LIỆU

Luận văn được thực hiện trên cơ sở tổng hợp tài liệu địa chấn nông phân giải cao và tài liệu lỗ khoan, kết quả các mẫu thí nghiệm trong phòng, hiện trường trong khu vực nghiên cứu, được thể hiện dưới đây:

- Tài liệu địa chấn nông phân giải cao: Tổng số 6 tuyến, tổng chiều dài 120,5 km

- Tài liệu lỗ khoan

+ Lỗ khoan địa chất phục vụ nghiên cứu trầm tích: 03 lỗ

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu hiện trường

2.3.1.1 Phương pháp khảo sát hiện trường

Mục đích của phương pháp là khảo sát thực địa nhằm nghiên cứu đặc điểm trầm tích tại các lỗ khoan, hố đào, đặc điểm địa hình - địa mạo, thu thập các mẫu đất

để phục vụ cho nghiên cứu trong phòng

Phương pháp này được tiến hành bằng việc đi mô tả, điều tra, phỏng vấn và thu thập các thông tin về các đặc điểm của nền đất, các tai biến địa chất đã và đang xảy ra dưới tác động mạnh mẽ của con người vào tự nhiên như quai đê lấn biển, tạo quỹ đất quy hoạch xây dựng các công trình biển trong khu vực nghiên cứu Khảo sát hiện trạng, định vị các công trình biển, các hiện tượng sụt lún, xói lở, biến dạng nền đất Thiết bị sử dụng là máy GPS cầm tay, máy ảnh, thước đo, máy trắc địa điện tử và một số dụng cụ khác

Các thông tin thu thập, điều tra trong quá trình nghiên cứu thực địa, được tổng hợp và đưa vào phân tích, đánh giá, tìm ra mối liên quan giữa các hiện tượng

kể trên với các thành tạo trầm tích khu vực nghiên cứu

2.3.1.2 Phương pháp khoan lấy mẫu, thí nghiệm hiện trường và xử lý số liệu thí nghiệm hiện trường

• Phương pháp khoan lấy mẫu: Để tiến hành nghiên cứu đề tài, phương pháp

này được thực hiện nhằm mục đích lấy mẫu đất thí nghiệm, tiến hành các thí nghiệm ngoài trời để xác định các tính chất cơ lý của đất, phục vụ cho công tác nghiên cứu địa tầng, đặc điểm trầm tích, các quá trình và hiện tượng địa chất liên quan đến thành tạo trầm tích khu vực nghiên cứu

Phương pháp này được tiến hành bằng cách khoan xoay bơm rửa bằng ống mẫu ở trên cạn bằng máy khoan chuyên dụng không tự hành XY-1 Đây là một trong những phương pháp được sử dụng chủ yếu trong quá trình nghiên cứu đề tài

Hình 2.1 Một số ảnh minh họa công tác khoan, lấy mẫu và thí nghiệm SPT Công tác lấy mẫu đất thí nghiệm được tiến hành đồng thời với công tác khoan Công tác lấy mẫu và bảo quản mẫu thực hiện theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2683: 2012

• Thí nghiệm hiện trường xuyên tiêu chuẩn SPT: Mục đích của phương pháp

là nhằm đánh giá trạng thái của đất dính, độ chặt của đất rời thông qua trị số kháng xuyên tiêu chuẩn Nspt, phân chia địa tầng, phát hiện các lớp đất xen kẹp, lấy mẫu đất không nguyên dạng làm thí nghiệm xác định các chỉ tiêu vật lý và có thể dùng kết quả này tính toán thiết kế nền móng công trình

Phương pháp này chủ yếu được thực hiện ngay sau khi lấy mẫu đất thí nghiệm trong lỗ khoan Thiết bị thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT và quy trình thực hiện theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9351: 2012 Trị số xuyên tiêu chuẩn SPT là

tổng số búa đóng mũi xuyên ngập vào trong đất 30cm - Nspt (số búa / 30cm) Đánh giá trạng thái của đất theo trị số Nspt được thể hiện bảng sau:

Bảng 2.1 Trạng thái của đất theo sức kháng xuyên tiêu chuẩn Nspt

STT Tên đất Tiêu chuẩn áp

Sức kháng xuyên (N spt )

2.3.1.3 Phương pháp địa chấn nông phân giải cao

Phương pháp địa chấn phản xạ nông phân giải cao đã được đưa vào áp dụng

để khảo sát mặt cắt địa chấn nằm sát đáy biển dọc đới biển nông ven bờ và khu vực ngập nước Đối tượng nghiên cứu chủ yếu là các thành tạo địa chất nằm ở phần trên cùng của lát cắt địa chất, khoảng một vài trăm mét trở lại, trong phạm vi các đới nước nông, tới một vài trăm mét tính từ bề mặt đáy biển

- Mục tiêu là khảo sát nền trầm tích phục vụ cho mục đích xây dựng hoặc san lấp; nghiên cứu quá trình tích tụ trầm tích thềm lục địa hiện đại, các hoạt động kiến tạo trẻ và hiện đại, cung cấp số liệu cho các dự án công trình bờ biển và ngoài khơi như xây dựng cảng biển, giàn khoan, nạo vét lòng sông, lắp đặt đường ống

Hệ thống thiết bị khảo sát địa chấn nông phân giải cao GeoResources bao gồm:

- Nguồn phát xung cao cao áp 1000J

- Nguồn phát dao động Sparker

- Nguồn phát dao động Boomer

- Hệ thống cáp nối Nguồn phát xung cao áp và Nguồn phát dao động

- Dải đầu thu (Streamer) Geo-Sense

- Hệ thống điều khiển phát sóng địa chấn và thu số liệu địa chấn Minitrace (có phần mềm đi kèm)

- Hệ thống phao

- Máy nổ phát điện xoay chiều 220V

- Hệ thống tời kéo thả cáp

- Các loại dụng cụ và thiết bị đi kèm để lắp đặt

- Ngoài ra còn cần phải cung cấp thiết bị GPS để định vị và dẫn đường

Hê ̣ thống khảo sát đi ̣a chấn nông phân giải cao trên biển được lắp đă ̣t trên tàu khảo sát bao gồm một nguồn phát dao động âm và đầu thu hydrophone để thu tín hiê ̣u đươ ̣c nguồn phát dao đô ̣ng phát ra sau khi phản xa ̣ ta ̣i ranh giới âm ho ̣c, một máy ghi đồ ho ̣a để chuyển đổi những tín hiê ̣u ghi được thành mă ̣t cắt hoă ̣c băng ghi giấy liên tục Băng ghi này thể hiê ̣n mă ̣t cắt liên tu ̣c các thành ta ̣o bên dưới đáy biển khi tà u chuyển đô ̣ng trên mă ̣t nước Mă ̣t cắt đi ̣a chấn thu được bằng cách dựa vào tính toán khoảng thời gian từ lúc phát tín hiệu âm học đến khi tính hiệu đó quay trở lại đến đầu thu sau khi phản xa ̣ trên mô ̣t ranh giới âm ho ̣c ở ngay dưới đáy biển (Hình 2.2)

Hình 2.2 Các thành phần cơ bản của hệ thống địa chấn phản xạ liên tục

2.3.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu trong phòng

2.3.2.1 Phương pháp địa chấn – địa tầng

Phương pháp địa chấn địa tầng là phương pháp minh giải tài liệu địa chấn phản xạ dựa trên cơ sở nghiên cứu các mối tương quan giữa các đặc điểm của

trường sóng địa chấn với các đặc điểm địa chất như tính phân lớp, sự thay đổi thành phần thạch học, điều kiện lắng đọng trầm tích Việc áp dụng địa chấn địa tầng để phân tích, liên kết địa tầng của các bể trầm tích rất có hiệu quả

Các bước phân tích địa chấn địa tầng bao gồm:

- Phân chia mặt cắt địa chấn thành các tập địa chấn

- Xác định sự thay đổi tướng địa chấn trong các tập địa chấn

- Giải thích môi trường thành tạo và thành phần thạch học

a Phân chia mặt cắt địa chấn

Việc phân chia mặt cắt địa chấn thành các tập địa chấn theo nguyên tắc sau:

- Tập địa chấn là một phần của mặt cắt địa chấn bao gồm các mặt phản xạ hay các trục đồng pha của sóng phản xạ mà thế nằm của chúng tương tự nhau và đặc trưng cho các thành tạo hình thành trong cùng một điều kiện trầm tích

- Có tính phân lớp rõ ràng biểu thị qua trục đồng pha sóng phản xạ: mau, thưa

Hình 2.3 Các dạng kết thúc phản xạ (theo Myers, 1996 và Catuneanu, 2006)

- Có đặc điểm ổn định của trường sóng địa chấn: tính liên tục, độ thẳng, độ uốn cong của các trục đồng pha

- Tồn tại các thể địa chấn, tướng địa chấn có cùng điều kiện thành tạo trong một tập địa chấn: thể muối, thể macma phun trào, đá vôi san hô,

- Các tập địa chấn phải được kẹp giữa các tập địa chấn khác bằng các ranh giới địa chấn

Các ranh giới địa chấn được xác định dựa trên các dạng kết thúc phản xạ sau: dạng kề áp, gá đáy, dạng phủ đáy, dạng bào mòn, dạng chống nóc (Hình 2.4)

Các mặt phủ đáy thường là nóc của các tập quạt biển sâu, các tập quạt sườn

và các bề mặt ngập lụt cực đại Các mặt biển tiến thường khó nhận ra trên tài liệu

địa chấn, nếu có thì nó thể hiện là các phản xạ biên độ cao hướng về phía đất liền,

có mặt tại gần nơi sườn bị phá hủy

E Hình 2.4 Các dạng phản xạ địa chấn địa tầng a) phản xạ liên tục, tần số thấp, biên độ thấp - trung bình; b) phản xạ liên tục, tần số thấp, biên độ trung bình - cao; c) phản xạ liên tục, tần số cao, biên độ cao; d) phản xạ

không liên tục, tần số cao, biên độ cao; e) phản xạ hỗn loạn

Ngoài các chỉ tiêu trên một lát cắt, khi phân chia người ta còn so sánh với các lát cắt khác Một phức hệ địa chấn nếu xác định đúng thì trên tuyến song song gần nhất sẽ có các đặc điểm tương tự và các đặc điểm này sẽ thay đổi một cách từ từ, trừ trường hợp môi trường và điều kiện thành tạo quá phức tạp

b Xác định sự thay đổi tướng trong các tập địa chấn

Việc phân tích tướng địa chấn nhằm làm sáng tỏ các đặc điểm và sự thay đổi của một hay một nhóm các phản xạ Các thông số phản xạ bao gồm: đặc điểm phân lớp phản xạ, tính liên tục, biên độ, tần số và vận tốc lớp Những thông số này được gộp vào nhóm các thông số bên trong Ngoài ra, yếu tố hình dạng bên ngoài của các đơn vị tướng địa chấn và những mối quan hệ không gian của chúng cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân tích tướng

Hình 2.5 Các kiểu cấu tạo phản xạ địa chấn

Các dạng phản xạ trong các tập trầm tích bao gồm các dạng được minh họa

trên hình 2.5, được mô tả như sau:

- Dạng phản xạ song song: đặc trưng cho quá trình trầm tích đồng đều trong môi trường ổn định, đáy nước lún chìm đều, thường có mặt ở thềm lục địa và bể nước sâu

- Dạng phản xạ phân kỳ hay hội tụ: xảy ra trong điều kiện lắng đọng trầm tích có tốc độ thay đổi, đáy bồn lún chìm liên tục Thường liên quan đến các tích tụ đường bờ, tướng hạt thô

- Dạng phản xạ nêm lấn: gồm dạng xích ma và dạng chữ S Dạng xích ma liên quan đến quá trình lắng đọng trầm tích có năng lượng lớn, dòng chảy mạnh, vật liệu nhiều, đáy bồn ít bị lún chìm

Các tập địa chấn được phân chia chi tiết hơn từ phức hệ địa chấn, ranh giới giữa các tập địa chấn có thể là bất chỉnh hợp hoặc chỉnh hợp Mỗi tập địa chấn cũng phải thành tạo trong cùng một điều kiện và được xác định dựa trên kiểu kiến trúc phân lớp phản xạ và các đặc trưng động học của trường sóng như biên độ, tần số, độ liên tục của các pha phản xạ

Độ liên tục phản xạ (Hình 2.4) cho phép luận giải độ liên tục của lớp, quá trình trầm tích Trong minh giải địa chấn thường chia độ liên tục ra các cấp sau:

- Độ liên tục kém: liên quan đến các trầm tích thay đổi tướng nhiều, đặc trưng cho tướng lục địa, ảnh hưởng nhiều của chế độ thủy động lực

- Độ liên lục tốt: thường phản ánh các lớp có thành phần khác nhau, rõ nét, vị trí bất chỉnh hợp địa tầng Chúng thường liên quan đến các trầm tích biển ít thay đổi tướng

Hình dạng tướng địa chấn trong không gian:

Đặc điểm tướng địa chấn cũng như mối quan hệ không gian của các đơn vị tướng địa chấn rất quan trọng trong việc phân tích môi trường lắng đọng trầm tích

Có những hình thái tướng địa chấn trong không gian thường gặp như sau (Hình 2.6):

- Dạng gò đồi: có hình dạng của pha phản xạ nổi bật và cao vượt hơn hẳn các lớp xung quanh Dạng gò đồi thường liên quan đến núi lửa hoặc là các tập quạt biển sâu, các khối sụt, khối cacbonat, ám tiêu san hô

- Dạng lấp đầy: các dạng lấp đầy thể hiện sự lấp đầy địa hình lõm của các tầng bên dưới Phần lớn các dạng lấp đầy được tạo nên bởi sự tích tụ có liên quan đến núi lửa, các tập quạt thành tạo ở biển sâu hoặc các khối sụt, các thể cacbonat,

ám tiêu san hô Các phản xạ bên dưới có thể thấy như bào mòn cắt xén hay bất chỉnh hợp góc Các dạng lấp đầy có thể gọi theo hình dạng ngoài: lấp đầy kênh, lấp đầy bồn trũng, lấy đầy sườn dốc, lấp đầy nếp lõm

Hình 2.6 Hình thái không gian của một số đơn vị tướng địa chấn

- Dạng đê, dạng thấu kính: có thể có dạng đẳng thước hoặc kéo dài Khi có dạng đẳng thước nếu bên trong là tướng trắng thì có thể liên quan đến thấu kính cát, còn tướng địa chấn bên trong thể hiện phản xạ ngắn không liên tục, phát triển nhiều trục đồng pha của sóng phản xạ thì có thể liên quan đến các trầm tích phun trào Trong trường hợp đơn vị tướng địa chấn có dạng kéo dài và được xác định trên nhiều đoạn tuyến song song thì chúng thường liên quan đến các khu vực phát triển trầm tích dạng nêm lấn

- Dạng tấm: thường có các pha phản xạ song song với nhau, năng lượng thấp, liên quan đến trầm tích biển sâu

2.4.3.2 Phương pháp phân tích độ hạt và xử lí số liệu

Mục đích của phương pháp là xác định phần trăm trọng lượng các cấp hạt cấu tạo nên trầm tích (P), qua đó, xác định các thông số như kích thước hạt trung bình (Md), độ chọn lọc (So), hệ số bất đối xứng (Sk)

Nguyên tắc cơ bản là phân trầm tích thành các cấp hạt khác nhau bằng bộ rây tiêu chuẩn và bằng phương pháp pipet Trong nghiên cứu này, sử dụng thang phân loại Krumbein và Folk Cục Địa chất Hoàng Gia Anh (Hình 2.7) Đối với phương pháp rây, sử dụng với cấp hạt có đường kính D ≥ 0,063 (mm); đối với phương pháp pipet, sử dụng với cấp hạt có đường kính D < 0,063 (mm)

11-Cát bùn sạn 12-Sạn bùn 13-Sạn cát bùn 14-Sạn cát 15-Sạn sỏi

1a-Sét 1b-Bột 2a-Sét cát 2b-Bột cát 7a-Cát sét 7b-Cát bột

Hình 2.7 Biểu đồ phân loại trầm tích của Folk, 1954 Kết quả phân tích độ hạt được biểu diễn dưới dạng đường cong tích luỹ trên sơ

đồ phân bố cấp hạt logarit Trên đường cong tích luỹ xác định được giá trị Q1 – cấp hạt tương ứng 25%, Md – tương ứng cấp hạt chiếm 50% và Q3 – cấp hạt tương ứng 75%

Hệ số chọn lọc So: Được xác định theo công thức So= 3

1

Q Q

¸t :

bïn

(phi

tû ) 9:1

2.4.3.3 Phương pháp thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý mẫu đất và xử lý số liệu

Mục đích của phương pháp này là thí nghiệm để xác định các chỉ tiêu vật lý

và cơ học của trầm tích khu vực nghiên cứu; qua đó, đánh giá mức độ đồng nhất và

sự biến đổi của các đặc trưng cơ lý trong không gian, để phân chia nền trầm tích thành các lớp đất khác nhau phục vụ cho việc đánh giá điều kiện địa chất công trình khu vực nghiên cứu Các chỉ tiêu thí nghiệm được thực hiện theo tiêu chuẩn Việt Nam và trình bày ở bảng dưới đây

a Các chỉ tiêu thí nghiệm, tính toán và tiêu chuẩn áp dụng:

Bảng 2.3 Các chỉ tiêu vật lý, cơ học và chỉ tiêu tính toán của trầm tích

b Phân loại đất theo chỉ số dẻo (IP): Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9362:

2012, đất được phân loại theo chỉ số dẻo theo bảng dưới đây

Bảng 2.4 Phân loại đất theo chỉ số dẻo IP

3 Cát sét 1 < Ip < 7

c Phân loại trạng thái của đất theo độ sệt (B): Theo tiêu chuẩn Việt Nam

TCVN 9362: 2012, trạng thái của đất được xác định theo độ sệt thông qua các chỉ tiêu vật lý thí nghiệm trong phòng, được thể hiện bảng sau:

Bảng 2.5 Phân loại trạng thái của đất theo chỉ số sệt (B)

Sử dụng phương pháp tính lún phân tầng lấy tổng, chia lớp đất thành các lớp đất phân tố, độ lún tổng cộng sẽ bằng tổng độ lún các lớp phân tố Đây là phương pháp cơ bản, đảm bảo độ chính xác cao

- Đối với nền san lấp tải trọng phân bố đều hình chữ nhật: Theo Braja M.Das (Foundation Engineering, 2016) độ lún được xác định theo công thức dưới đây

c c c

e

H C S

'

' ' log

Trường hợp 1: ’o + ∆’ ≤ ’c :

o

o o

c s c

e

H C S

'

' ' log

c c o

c o

c s c

e

H C e

H C S

'

' ' log 1

'

' log 1

)/4(100

a v

C h

số cố kết khác nhau Cvi U: Độ cố kết của đất (%) N: Nhân tố thời gian

Sc, St: Tổng độ lún, độ lún cố kết Ghi chú: H là chiều sâu thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng, nếu chỉ thoát nước ở phía trên thì H = Za, nếu thoát nước cả trên và dưới thì H = 0,5Za

- Khi tính lún nền đất là đất loại cát thì độ lún được xác định theo công thức sau:

i i