Bài viết trình bày phương pháp xây dựng bản đồ phân vùng cấu trúc tầng nông đới ven sông Hồng khu vực Sơn Tây - Gia Lâm trên cơ sở ứng dụng tổ hợp các tài liệu địa chất, địa chất công trình. Bản đồ cho thấy khu vực này chủ yếu thuộc vùng cấu trúc yếu tầng nông đồng bằng, được phân chia theo nền địa chất công trình từ yếu đến mạnh với các mức độ từ đơn giản đến phức tạp.
Trang 1Ứ NG DỤ NG TƯ LIỆ U ĐỊ A CHẤ T VÀ ĐỊ A CHẤ T CÔNG TRÌ NH XÂY DỰ NG BẢ N ĐỒ PHÂN VÙ NG CẤ U TRÚ C TẦ NG NÔNG
ĐỚ I VEN SÔNG HỒ NG KHU VỰ C SƠN TÂY - GIA LÂM
Nguyễ n Thị Nhân, Nguyễ n Tiế n Hả i,
Bù i Thị Bả o Anh, Nguyễ n Xuân Tù ng
Viện Địa chất và Địa vật lý Biển, Viện Hàn lâm
Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Tó m tắ t
Gầ n đây, đoạ n sông Hồ ng từ Sơn Tây đế n Gia Lâm (Hà Nộ i) thườ ng xuyên
xả y ra cá c quá trì nh xó i, sạ t lở bờ sông gây ả nh hưở ng nghiêm trọ ng tớ i hệ thố ng
đê, kè và hoạ t độ ng dân sinh kinh tế - xã hộ i Các quá trình sạt lở nà y phần lớn đều
có liên quan đến thành phần cấ u trú c lớ p đất đá Do vậ y, việ c nghiên cứ u cấ u trú c
tầ ng nông đớ i ven sông là hế t sứ c cầ n thiế t trong đá nh giá cá c tai biế n đị a chấ t liên quan đế n sạ t lở đớ i bờ Bà i bá o trì nh bà y phương phá p xây dự ng bả n đồ phân vù ng
cấ u trú c tầ ng nông đớ i ven sông Hồ ng khu vự c Sơn Tây - Gia Lâm trên cơ sở ứ ng
dụ ng tổ hợ p cá c tà i liệ u đị a chấ t, đị a chấ t công trì nh Bả n đồ cho thấy khu vực này chủ yếu thuộc vùng cấu trúc yếu tầng nông đồng bằng, được phân chia theo nền địa chất công trình từ yếu đến mạnh với các mức độ từ đơn giản đến phức tạp
Từ khó a: Cấ u trú c tầng nông; Trầ m tí ch tầ ng nông; Địa chất công trình
(ĐCCT); Đớ i ven sông Hồ ng
Abstract
Application of geological and engineering geology to establish map of zoning structure shallow layer of the Red river bank from Son Tay to Gia Lam, Hanoi area
Recently, processes of erosion and landslide have occurred more frequently
in the Red river bank from Son Tay to Gia Lam (Hanoi), which have seriously affected dyke systems, embankments and socio - economic activities Mostly erosion processes are relating to soil layer texture ingredient Therefore, research about structure shallow layer of the Red river bank is very necessary in assessing the geological hazards realting to erosion and landslide of river bank.
This article presents methods of establish map of zoning structure shallow layer
of the Red river bank from Son Tay to Gia Lam area based on the application of geological and engineering geology data The map shows that: this area is mainly
in the structure shallow layer delta area It is divided into engineering geology background from weak to strong and has levels from simple to complex.
Keywords: Structure shallow; Sediment shallow; Engineering geology; Red
River bank
1 Mở đầ u
Nghiên cứ u thà nh lậ p cá c bả n đồ
cấ u trú c nề n đấ t, bả n đồ phân chia cá c
kiể u cấ u trú c nề n hoặ c bả n đồ phân bố
cá c kiể u mặ t cắ t đị a chấ t, đị a chấ t công
trì nh,…từ lâu đã đượ c nhiề u tá c giả xây
dự ng cho cá c vù ng trên cả nướ c nó i
chung và vù ng Hà Nộ i nó i riêng Tuy
nhiên, đố i vớ i đớ i bờ ven sông Hồ ng
khu vự c Sơn Tây - Gia Lâm, do được cấu thành từ những cấu trúc địa chất bất đồng nhất theo diện tích và theo chiều sâu nên tính chất địa chất công trình ở đây biến đổi mạnh Địa hình đới ven sông luôn thay đổi do chế độ dòng chảy
và luôn ở trong trạng thái mất cân bằng với các quá trình tích tụ, xói lở đan xen theo các thờ i kỳ khác nhau Do vậy, bờ
Trang 2sông luôn mất ổn định với sự xuất hiện
thường xuyên của các hiện tượng xói
lở và phá huỷ bờ Vù ng cấu trúc tầng
nông dọc ven sông Hồng thường chịu
nhiều tác động của con người nên cà ng
có nguy cơ xảy ra xói - sạt lở cao Chính
vì vậy việ c nghiên cứ u phân vù ng cấ u
trú c tầ ng nông khu vự c nà y luôn là vấ n
đề cầ n đượ c quan tâm nhiề u hơn nữ a
bở i đây sẽ làm cơ sở tà i liệ u quan trọ ng
để dự báo khu vực nhạy cảm tai biến tự
nhiên củ a đị a phương
Vù ng nghiên cứ u là toàn bộ đới
bờ Sông Hồng từ Sơn Tây đế n Gia
Lâm, đượ c giớ i hạ n trong phạm vi tọa
độ 21000’ đến 21012’vĩ độ Bắc và từ
105025’ đến 105055’ kinh độ Đông Bên
bờ hữ u sông Hồ ng giá p thị xã Sơn Tây
và cá c huyệ n Phú c Thọ , Đan Phượ ng,
Hoà i Đứ c, cá c quậ n Bắ c Từ Liêm, Tây
Hồ , Hoà n Kiế m Bờ tả tiế p giá p vớ i tỉ nh
Vĩ nh Phú c, huyệ n Mê Linh, Đông Anh,
quậ n Long Biên
2 Cơ sở tài liệu và phương pháp
2.1 Cơ sở tà i liệ u
Phân vùng cấu trúc tầng nông được
dựa trên tư liệu về các điều kiện tự nhiên:
địa mạo, địa chất, tí nh chấ t cơ lý củ a đấ t
đá , địa chất thủy văn, tai biế n tự nhiên,…
Việc phân cấp ĐCCT được cũng dựa trên
các yếu tố trên, trong đó nhóm tác giả
chú ý nhiều đến thành phần vật chất đất
đá và các đặc trưng của chúng
Cơ sở tài liệu: kế thừa, tích hợp các
tài liệu đã có và các nghiên cứu từ trước
tới nay Ngoài ra, trong bà i bá o nà y, nhóm
tá c giả còn sử dụ ng nguồn số liệu từ các
Báo cáo kết quả khảo sát ĐCCT năm 2008
- 2010 do các công ty Tư vấn xây dựng đo đạc trong vùng Hà Nội [1, 2, 3, 4]
2.2 Phương phá p
Bả n đồ phân vùng cấu trúc tầng nông đớ i ven sông Hồ ng được thành lập chủ yếu theo các tiêu chí, nội dung của bản đồ địa chất công trình Không gian phân vùng cấu trúc tầng nông ở
khu vực nghiên cứu là phạm vi nghiên
cứu tính theo bề mặt và từ 0 đến khoảng 40m độ sâu
Nguyên tắ c phân chia đất đá và thể hiện trên bản đồ cấ u trú c tầ ng nông: Đất đá theo nguyên tắc địa chất
công trình được phân thành lớp theo đặc điểm mối liên kết kiến trúc trong chúng Theo đó, đất đá được phân thành hai lớp: lớp có liên kết cứng và lớp không
có liên kết cứng
Phân chia cấu trúc tầng nông:
Trong phân chia cấu trúc tầng nông đớ i ven sông Hồ ng, các đơn vị phân chia bao gồm:
Vùng: cơ sở phân chia chính là đặc
điểm địa hình - địa mạo
Khu: cơ sở phân chia bao gồm:
Đặc điểm địa chất, địa chất thủy văn, địa động lực, tính chất cơ lý của đất
đá, đánh giá vai trò thuận lợi xây dựng Thuộc đơn vị nà y, có thể chia ra các kiểu hoặc phụ kiểu
Phân cấp mức độ phức tạp điều kiện ĐCCT cấu trúc tầng nông: Trong
đánh giá, phân cấp mức độ phức tạp điều kiện ĐCCT cấu trúc tầng nông, bà i báo sử dụng các tiêu chí chính như trong bả ng 1
Bả ng 1 Phân cấ p mứ c độ phứ c tạ p cấ u trú c tầ ng nông [12]
Đị a mạ o
Mộ t phân vị đị a mạ o, đị a
hì nh bằ ng phẳ ng hoặ c
hơi dố c, không bị chia
cắ t
Thuộ c phạ m vi mộ t số phân
vị đị a mạ o có chung một nguồ n gố c hì nh thà nh, đị a
hì nh nghiêng, chia cắ t í t
Thuộ c phạ m vi mộ t số phân
vị đị a mạ o có nguồ n gố c hì nh thà nh khá c nhau, đị a hì nh gồ ghề , chia cắ t mạ nh.
Trang 3Cấu trúc
địa chất
Có không quá 2 phức
hệ thạch học, lớp đất đá
nằm ngang hoặc có độ
dốc không quá 10 o
Không quá 4 phức hệ thạch học, cá c lớp đất đá nằm ngang, nghiêng hoặc vát nhọn, chiều dày các lớp đất đá thay đổi có quy luật
Hơn 4 phức hệ thạch học, các lớp đất đá nằm ngang, nghiêng hoặc vát nhọn, chiều dày các lớp đất đá thay đổi không có quy luật, thậm chí có dạng thấu kính
Tính chất
cơ lý của
đất đá
Trong phạm vi một phức
hệ thạch học, các chỉ
tiêu cơ lý thay đổi ít,
không có quy luật theo
không gian
Trong phạm vi một phức hệ thạch học, các chỉ tiêu cơ lý thay đổi một cách có quy luật theo không gian
Trong phạm vi một phức hệ thạch học, các chỉ tiêu cơ lý thay đổi không có quy luật theo không gian
Địa chất
thủy văn
Không có nướ c dướ i đấ t
hoặc có tầng chứa nướ c
nhưng nằm sâu và có
đặc trưng ĐCTV tương
đối ổn định
Có nướ c dướ i đấ t, nhưng nằm nông, có động thái ít biến đổi, đôi nơi gặp nước có áp, nước không có tính chất ăn mòn hoặc ăn mòn yếu
Nướ c dướ i đấ t phân bố nông hoặc lộ ra trên mặt đất, động thái nước biến đổi mạnh, nước
có tính chất ăn mòn bê tông và kim loại
Cá c tai
biế n thiên
nhiên
3 Khá i quá t về đặc điểm đị a
chấ t, đị a chấ t thủ y văn và công trì nh
vù ng nghiên cứ u
3.1 Đặ c điể m đị a chấ t vùng
nghiên cứu
Khu vự c nghiên cứ u nằ m trong đớ i
Hà Nộ i có lị ch sử phá t triể n gồ m 3 giai
đoạ n lớ n: Neoproterozoi - Cambri sớ m,
Mesozoi và Neogen - Đệ tứ Theo kết
quả đo vẽ bản đồ địa chất tỷ lệ 1/50.000
của Ngô Quang Toàn [8] và nhữ ng
nghiên cứ u củ a Trầ n Nghi [13], toà n bộ
diệ n tí ch nghiên cứ u đượ c phủ bở i trầ m
tí ch Đệ tứ và đượ c phân chia thà nh cá c
phân vị đị a tầ ng sau: Hệ tầ ng Lệ Chi
(aQ11 lc), hệ tầ ng Hà Nộ i (a, apQ12-3 hn),
hệ tầ ng Vĩ nh Phú c (a, lbQ13 vp), hệ tầ ng
Hả i Hưng (lb,mQ21-2 hh), hệ tầ ng Thá i
Bì nh (a1, alb, a2Q23 tb)
Đặc trưng của các hệ tầng là các
thành tạo trầm tích sông chiếm ưu thế,
gồm 3 kiểu nguồn gốc khác nhau [11, 18]:
- Trầm tích bãi bồi sông trong đê
(aQ23tb): Các trầm tích này phân bố
rộng rãi ở khu vực Đông Anh, Gia Lâm,
Thanh Trì và Từ Liêm, khu vực nội thành (cũ) Chiều dày của chúng thay đổi theo không gian Ở khu vực nội thành, Đông Anh và Từ Liêm chiều dày thay đổi từ
1 - 5m; khu vực Gia Lâm, Thanh Trì có chiều dày 15 - 20m Thành phần trầm tích bãi bồi sông trong đê gồm: bột sét lẫn cát, cát bột, cát màu nâu, nâu xám chứa phấn hoa và di tích tảo nước ngọt, chiều dày 26,15m
- Trầm tích sông - hồ - đầm lầy (albQ23tb): Các trầm tích alb phân bố với diện nhỏ hẹp (ở Đông Anh và một vài nơi trong phạm vi nội thành) Thành phần chính có sét, bột sét, bột cát màu xám, xám tro, xám đen lẫn vật chất hữu cơ, tàn tích thực vật tạo thành 3 lớp: Lớp 1: cát hạt mịn, hạt nhỏ, có những vảy mica; Lớp 2: bột cát màu xám tro, xám đen lẫn ít vật chất hữu cơ; Lớp 3: bột sét lẫn vật chất hữu cơ, màu xám tro, xám đen
- Trầm tích lòng sông - bãi bồi ngoài đê (aQ23tb): Đây là các trầm tích trẻ nhất thuộc nhóm tướng bãi bồi sông phân bố ở ngoài đê của sông Hồng Các thành tạo này chủ yếu là bột sét, sét, bột
Trang 4cát, cát màu nâu nhạt với chiều dày thay
đổi 2 - 15m, được chia làm 3 lớp: Lớp
1: cát hạt vừa - lớn, chiều dày ~ 3,0 m;
Lớp 2: cát hạt nhỏ lẫn bột, sét màu xám
đen; Lớp 3: bột sét màu nâu, bề mặt có
thảm cỏ phát triển
Các trầm tích bở rời Đệ tứ thuộc
các hệ tầng Hải Hưng (Q21-2 hh), Vĩnh
Phúc (Q13 vp) thường nằm dưới lớp phủ
trầm tích hệ tầng Thái Bình hoặc lộ
ra thành những chỏm nhỏ ven rìa hay
thung lũng hẹp khu vực gò đồi thấp ở
Sơn Tây, Đông Anh
Các trầm tích Đệ tứ bở rời có sự
biến đổi tướng trầm tích trong không
gian và theo độ sâu cùng với tính chất
gắn kết kém là nguyên nhân chính gây
nên hiện tượng nền đất yếu trong khu
vực Các thành tạo trước Kainozoi cấu
thành các địa hình gò đồi thoải hoặc núi
thấp thường có cấu trúc nền đất mạnh
3.2 Đặ c điể m đị a chấ t thủ y văn
vùng nghiên cứu
Toàn bộ khu vực nghiên cứu là
vùng bồi lấp của sông Hồng Bề mặt
được phủ bởi các thành tạo trầm tích
dày Trên bề mặt địa hình có mạng lưới
kênh, mương, ao, hồ dày đặc, nên điều
kiện địa chất thuỷ văn trong vùng rất
đặc biệt, trữ lượng nước nước ngầm rất
phong phú
Kết quả thăm dò tỉ mỉ nước dưới
đất vùng Hà Nội của Đoàn Địa chất 64
thuộc Liên đoàn II Địa chất thủy văn
được Hội đồng Trữ lượng Quốc gia
thông qua cho thấy khu vực nghiên cứu
có các tầng chứa nước: i) Nước lỗ hổng
có 2 tầng: tầng chứa nước các trầm tích
Holocen (qh) và tầng chứa nước các
trầm tích Pleistocen (qp); ii) Nước khe
nứt có có các tầng: trầm tích Neogen,
các thành tạo Trias giữa và các thành tạo
Proterozoi - Cambri hạ; iii) Các thành
tạo chứa nước kém hoặc rất nghèo nước
có: các thành tạo cách nước Holocen
dưới - giữa (trầm tích biển hệ tầng Hải
Hưng), thành tạo cách nước Holocen
dưới - giữa (trầm tích hồ - đầm lầy hệ
tầng Hải Hưng), các thành tạo chứa nước Pleistocen trên - trầm tích hồ đầm lầy hệ tầng Vĩnh Phúc và các thành tạo chứa nước Pleistocen trên - trầm tích sông phần trên hệ tầng Vĩnh Phúc Giữ a cá c tầ ng chứa nước đều có quan hệ thủy lực với nhau, giữa nước sông Hồng và các tầng chứa nước dưới đất cũng có liên hệ với nhau Khu vực ven dải sông Hồng do ảnh hưởng uốn khúc của dòng sông nên đặc tính ở hai
bờ đối diện khác nhau Nếu ở bờ bên này vắng mặt lớp cách nước, ở bờ đối diện sẽ tồn tại lớp cách nước và ngược lại
3.3 Đặ c điể m đị a chấ t công trì nh vùng nghiên cứu
Các tính chất địa kỹ thuật của các thành tạo trầm tích, nhất là trầm tích
bở rời là không đồng nhất mà thay đổi khác nhau theo không gian Trong khu vực Hà Nội, đối với phức hệ trầm tích Holocen, theo Trần Văn Hoàng [14, 15, 16] các tính chất địa kỹ thuật ở khu vực
Hà Nội thay đổi theo hướng Bắc - Nam Toà n bộ khu vực Sơn Tây - Gia Lâm được đặc trưng bởi địa hình đồi gò
ở phía Tây, Tây Bắ c và đồng bằng bằng phẳng ở phía Đông, Nam [14, 15] Độ cao tuyệt đối thay đổi trong khoảng 8
- 15m, cấu tạo địa chất đơn giản Cột địa tầng bao gồm sét, cuội, sỏi, cát với kích thước cỡ hạt khác nhau Trong cột địa tầng vắng mặt các thành tạo đất yếu như bùn hữu cơ, bùn sét, bùn cát Đất sét thường có trạng thái dẻo cứng, độ ẩm
tự nhiên thấp W = 29 - 30%, hệ số rỗng thường nhỏ hơn 1, góc ma sát trong lớn
= 14 - 15o, lực dính kết lớn C = 0,30
- 0,40kg/cm2 Tổng chiều dày của tầng đất bở rời khoảng 65 - 70m Các tầng chứa nước dưới đất đều có lớp sét bảo
vệ Tuy nhiên, bề dày lớp sét này không lớn, thay đổi trong khoảng từ 2 đến 5m
và nằm sát ngay dưới lớp đất trồng hoặc đất lấp
Trang 5Tập thạch học
nguồn gốc
Tuổi địa chất
Ký hiệu
Sông
(ở dưới)
aQ13 vp Sét, sét pha, cát pha, cát ở trên, cuội sỏi cát chứa sét
pha ở dưới
aQ13 lc Sét pha, cát pha ở trên, cuội sỏi cát chứa cát pha ở dưới
Sông hồ - Đầm
lầy
kính, phân lớp mỏng.
Sông - Lũ
apQ12- 3 hn Cuội, sỏi, sạn, cát ở trên, cát lẫn sạn sỏi sét ở dưới Phun trào bazo
trung tính T1vn Tướng phun nổ: Tuf aglomerat, trachytTướng phun trào: đá bazan porphyr
Trang 6Lục nguyên T1otl
Cuội kết, cát kết, bột kết tuf, bột kết, đá phiến sét vôi,
đá vôi tuf
Lục nguyên
Hì nh 1: Bả n đồ đị a chấ t công trì nh và các mặt cắt đới ven sông Hồng
(Sơn Tây - Gia Lâm) [9]
Khu vực Gia Lâm - Từ Liêm - nội
thành Hà Nộ i đặc trưng bởi địa hình bằng
phẳng với độ cao tuyệt đối khoảng 6 -
8m Cấu tạo địa chất tương đối phức tạp
Cột địa tầng, về cơ bản, vẫn gồm có sét,
sét pha, cát pha rồi đến tầng chứa nước
cát, cuội, sỏi Tuy nhiên, sét đã chuyển
sang trạng thái nửa cứng hoặc dẻo mềm
chứa tàn tích thực vật (Gia Lâm) Tính
chất vật lý và cơ học của sét, sét pha, cát
pha giảm dần: độ ẩm tự nhiên tăng lên
W = 30 - 35%, hệ số rỗng tăng 1,
góc ma sát trong giảm dần = 10 - 13o,
lực dính kết giảm C = 0,1 - 0,3kg/cm2
Tổng bề dày tầng đất chưa cố kết tăng
lên đến 80 - 85m Các tầng nước dưới
đất được các tầng sét bảo vệ, tuy nhiên,
vì chất lượng sét giảm nên xuất hiện khả
năng thấm thẳng đứng nước mặt xuống
các tầng nước dưới đất, làm chất lượng
nước dưới đất giảm Mật độ dân số ở
khu vực nà y tăng lên, chủ yếu tập trung
ở các thị trấn, làng nghề, khu chung cư
cao tầng, nhà hàng, khách sạn Đồ ng
thờ i đã xuất hiện các khu công nghiệp
tập trung Hiện tượng ô nhiễm về cơ bản
phát sinh từ nguồn gốc sinh hoạt
Khu vực Phúc Thọ, Đan Phượng
và Bắc Từ Liêm là khu vực có tính bền
vững trung bình Cấu tạo địa chất tương
đối phức tạp Cột địa tầng gồm sét, sét
pha, cát, cát pha Tuy nhiên, sét có trạng thái từ dẻo cứng đến dẻo mềm Tính chất vật lý và cơ học của sét, sét pha và cát pha giảm dần: độ ẩm tự nhiên thấp w
= 30 - 35%; hệ số rỗng ≈ 1; góc ma sát trong lớn = 10 - 130; lực dính kết lớn
C = 0.1 - 0.3kg/cm2; mô đun tổng biến dạng thường dao động trong khoảng (Eo
= 50 - 100 kG/cm2); cường độ chịu tải qui ước Ro = 0.8 - 1.5(kG/cm2)
Khu vực quận Hoàn Kiếm, Long Biên được đặc trưng bởi địa hình đồng bằng thấp, trũng, với độ cao tuyệt đối thay đổi trong khoảng 5 - 6m Đây là khu vực có tính bền vững thấp Cấu tạo địa chất phức tạp, bị phân cách bởi hệ thống sông, hồ Cột địa tầng địa chất cũng được bắt đầu bằng lớp đất lấp rồi đến một tập các lớp sét, sét pha, cát pha xen lẫn các lớp bùn cát, bùn sét, bùn hữu
cơ Tập này có chiều dày lên đến 25 - 30m Dưới nó là tầng cát, cuội, sỏi chứa nước Tầng chứa nước thường được chia thành phụ tầng trên và phụ tầng dưới, giữa chúng là một lớp sét có bề dày khoảng 3 - 4m ở độ sâu 33 - 37m Tính chất vật lý và cơ học của tập đất yếu nói trên thấp: độ ẩm tự nhiên W =
35 - 40% và lớn hơn, hệ số rỗng e > 1, góc ma sát trong = 5 - 10o hoặc nhỏ hơn, lực dính kết C = 0,1 - 0,25kg/cm2
Trang 7Ở đây, quá trình đô thị hóa phát triển
nhanh, mật độ dân số cao đạt 3500 -
4000 người/km2 Số lượng các loại chất
thải rắn, chất thải nước rất lớn, là nguồn
gốc gây ra nạn ô nhiễm đất đai, sông,
hồ, kênh mương Các quá trình địa chất
ngoại sinh bao gồm mực nước dưới đất
bị hạ thấp mạnh, lún mặt đất đạt vài cm/
năm, ngập lụt, ô nhiễm
Ở khu vực Đông Anh lớp sét nằm
ngay dưới lớp đất lấp, đất trồng bề dày
chỉ giới hạn trong khoảng 2 - 3m Dưới
lớp sét là lớp cát chứa nước Holocen
Lớp sét có độ ẩm tự nhiên W = 29 -
30%, giới hạn dẻo Wd = 29 - 30%, giới
hạn chảy Wch = 39 - 44%, hệ số rỗng e
< 1, góc ma sát trong = 14-15o trong
khi đó càng xuống phía Nam, bề dày lớp
sét tăng, nhưng hàm lượng hạt sét giảm
và có xu hướng chuyển dần sang sét pha
hoặc là một tập các lớp mỏng sét pha,
cát pha chứa tàn tích thực vật Dưới lớp
sét là lớp bùn cát, bùn sét, bùn hữu cơ
Những tính chất cơ bản của lớp sét ở
trung tâm và phía Nam thấp hơn so với
phía Bắc, độ ẩm tự nhiên W = 35 - 40%,
giới hạn dẻo Wd = 29 - 35%, giới hạn
chảy Wch = 45 - 55%, hệ số rỗng e > 1,
góc ma sát trong = 5 - 10o, lực dính kết
thấp C = 0,13 - 0,25kg/cm2
4 Kết quả xây dựng bản đồ phân
vùng cấu trúc tầng nông đới ven sông
Hồng đoạn Sơn Tây - Gia Lâm
Theo tài liệu khảo sát ĐCCT khu
vực đới bờ sông Hồng Sơn Tây - Gia
Lâm [1, 2, 3, 4] cho thấy các thành tạo
địa chất ở đây có tuổi, nguồn gốc, thành
phần, trạng thái và tính chất khác nhau
Do các lớp đất có tuổi và thành phần
giống nhau có tính chất gần giống nhau
nên để điển hình hóa, nhóm tác giả tiến
hành phân chia các kiểu và dạng cấu
trúc nền đất ra các lớp đất loại sét (bao
gồm sét, sét pha, cát pha), bùn và than bùn thuộc tuổi Holocen và Pleistocen
- Kiểu nền một lớp đồng nhất có dạng nền A1 đặc trưng là loại đất sét chủ yếu nguồn gốc sông tuổi Pleistocen muộn (aQm2vp) Còn dạng nền một lớp
A2 chủ yếu là đất loại sét Holocen có các nguồn gốc khác nhau và tính chất cơ lý gần giống nhau, với các đặc trưng giá trị trung bình hệ số nén lún a1-2 = 0,023
- 0,005cm2/KG, lực dích kết C = 0,157
- 0,296KG/cm2, góc ma sát trong (= 6,29 - 17,19o)
- Kiểu nền hai lớp theo sự thay đổi trật tự giữa lớp cát và đất loại sét tuổi Holocen (dạng nền B1, B2) và đất loại sét tuổi Holocen với Pleistocen (dạng nền
B3) Dạng nền B1 gồm cát nguồn gốc sông tuổi Holocen (ở trên) có độ chặt trung bình, chiều dày tới 5 - 10m và đất loại sét nguồn gốc sông, sông hồ, đầm lầy tuổi Holocen, chiều dày tới 15 - 20m Dạng nền B2 gồm đất loại sét nguồn gốc sông tuổi Holocen (ở trên) có chiều dày
5 - 10m và cát sông tuổi Holocen có
độ chặt trung bình (ở dưới) Dạng nền
B3 có đất loại sét nguồn gốc sông tuổi Holocen (ở trên) với chiều dày tới 6 - 10m và đất loại sét có tuổi Pleistocen muộn chủ yếu nguồn gốc sông (ở dưới) chiều dày tới 10 - 15m
Trong khu vực nghiên cứu, một trong những tai biến thiên nhiên điển hình là hiện tượng xói lở - bồi tụ diễn
ra dọc sông Hồng Theo các nhà nghiên cứu, do sông Hồng chảy trong khu vực chủ yếu là các thành tạo trầm tích bở rời, chế độ dòng chảy biến động mạnh, nhất
là có sự tác động mạnh của con người nên hiện tượng xói lở, sạt lở bờ cũng như bồi tụ diễn ra mạnh và phức tạp Theo Đỗ Huy Cường và nnk [5], đoạn sông Hồng từ Sơn Tây - Hà Nội là một trong những đường bờ có nguy cơ xảy
Trang 8ra sạt lở mạnh nhất trên toàn bộ đường
bờ sông Hồng, trong đó những đoạn bờ
thường bị sạt lở mạnh là: bãi giữa lòng
sông Đại Độ, bãi Phúc Xá, xã Hải Bối,
Tại bãi Phúc Xá, sạt lở bờ sông phía
Hồ Tây diễn ra trên suốt chiều dài gần
3km [10] Đặc biệt, năm 1988 sạt lở bãi
này đã cuốn trôi nhiều ngôi nhà tại đây
Tại bãi Đại Độ, hoạt động xói lở
diễn ra mạnh ở phía bờ thuộc huyện Từ
Liêm cũ (xói lở diễn ra dọc sông dài tới
4km), trong khi phía bờ Đông Anh lại
xảy ra bồi tụ
Đoạn bờ thuộc xã Hải Bối (Đông
Anh), chiều dài bờ bị xói lở khoảng
2,3km Từ năm 2004 đến 2007, tốc độ
xói lở đạt tới 2 - 3m/năm
Đoạn bờ phường Ngọc Thụy diễn
ra xói lở rất mạnh, tốc độ đạt tới 50 -
100m/năm là điểm nóng nhất về sạt lở
bờ trong năm 2006
Khu vực bờ xã Duyên Hà nằm ở
đỉnh cong uốn lượn của sông Hồng, nên
cũng bị xói lở mạnh Tháng 11/2004,
lòng sông tại đây bị xói, đào khoét rất
sâu -21,99m [10]
Đoạn xã Thượng Cát, xói lở diễn
ra mạnh ở bờ tả phía trạm bơm Ấp Bắc
Đoạn Chèm - cầu Thăng Long, bờ trái bị
sạt lở trong nhiều năm
Khu vực bãi Bắc Biên (gần cửa
sông Đuống) trong các năm 2003 - 2005
bị sạt lở rất mạnh
Như vậy, trên cơ sở các kết quả
nghiên cứu tổng hợp về cấ u trú c đị a chấ t,
điều kiện tự nhiên theo tiêu chí ĐCCT,
kế t quả phân vù ng khu vự c Hà Nộ i theo
tí nh bề n vữ ng củ a môi trườ ng đị a chấ t
[16], chú ng tôi phân chia cấu trúc tầng
nông khu vự c nghiên cứ u gồm 2 vùng:
Vùng A: vùng núi - đồi (vùng cao, mạnh
về ĐCCT) và Vùng B: vùng đồng bằng
(vùng trung bình - yếu về ĐCCT)
Vùng cấu trúc tầng nông núi - đồi
(A) phân bố rấ t í t trong khu vự c nghiên
cứ u, tạo thành một dả i dạng tam giác phí a Tây Nam củ a vù ng Đặc điểm chính của vùng cấu trúc tầng nông này
là địa hình khá phức tạp với đặc trưng chính là địa hình núi, đồi được tạo nên bởi vật chất chính là các thành tạo đá gốc có tuổi trước Kainozoi có tính chất
cơ lý bền vững cao, khan hiếm nước dưới đất
Vùng cấu trúc tầng nông đồng bằng (B) là khu vực có nền đị a chấ t
công trì nh thuộc mức trung bình - yếu Khu vực này chiếm phần lớn diện tích
vù ng nghiên cứ u, nơi tầng nông phát triển nhiều phức hệ thạch học, có tiềm năng lớn về nước dưới đất và nước trên mặt, nhiều tai biến thiên nhiên (TBTN) Dựa vào đặc điểm về địa chất, địa chất thủy văn, địa động lực, tính chất cơ
lý của đất đá và TBTN, nhóm tác giả tiếp tục phân vùng cấu trúc yếu tầng nông dưới đất, trong đó kiểu được xác lập trên cơ sở có mặt lớp đất yếu (bùn các loại, đất loại sét trạng thái chảy và dẻo chảy) được gọi là kiểu II và không
có lớp đất yếu được gọi là kiểu I
+ Vùng cấu trúc tầng nông Núi - đồi (A): Vùng cấu trúc này gồm 3 khu
cấu trúc tầng nông: Khu có mức độ đơn giản về phức tạp của điều kiện ĐCCT và đặc trưng của chúng (A1); Khu có mức
độ trung bình về phức tạp của điều kiện ĐCCT và đặc trưng của chúng (A2); Khu có mức độ phức tạp về điều kiện ĐCCT và đặc trưng của chúng (A3)
Khu cấu trúc tầng nông A 1 là khu vực núi, đồi phát triển trên các thành tạo thuộc hệ tầng Ngòi Chi chủ yếu tạo thành dải kéo dài từ Ba Vì qua Sơn Tây đến Hạ Bằng (Thạch Thất) Trong phạm
vi khu này, đất đá có chỉ tiêu cơ lý tốt về
Trang 9ĐCCT, đồng thời không có nước ngầm
và không có lớp đất yếu, tai biến thiên
nhiên hiếm gặp (nếu không có tác động
của con người) Như vậy, trong khu này,
chỉ có một kiểu đơn vị ĐCCT được gọi
là kiểu I (ký hiệu A1I)
Khu cấu trúc tầng nông A 2 là khu
vực núi, đồi rìa Tây, Tây Nam, tạo
thành các diện nhỏ không liên tục Khu
A2 phát triển trên các thành tạo thuộc hệ
tầng Tân Lạc hoặc Viên Nam hoặc Sông
Bôi Trong phạm vi khu này, đất đá có
chỉ tiêu cơ lý tốt về ĐCCT, đồng thời
không có nước ngầm và không có lớp
đất yếu, vì vậy, khu này chỉ có một kiểu
đơn vị ĐCCT - kiểu I (ký hiệu A2I)
Khu cấu trúc yếu tầng nông A 3 phát triển trên các thành tạo: dưới là thành tạo trước Kainozoi và phần trên là trầm tích Đề tứ bở rời, tạo nên địa hình bán sơn địa (thung lũng, miền bằng, gò đồi)
ở Tây, Tây Nam vù ng nghiên cứ u, có điều kiện ĐCCT khá, nước dưới đất khan hiếm Đây là kiểu cấu trúc có lớp đất yếu (A3II)
+ Vùng cấu trúc yếu tầng nông đồng bằng (B): gồ m hai khu cấu trúc
yếu tầng nông là khu cấu trúc yếu tầng nông trung bình - yếu về ĐCCT (B2)
và khu cấu trúc yếu tầng nông yếu về ĐCCT (B3)
Hì nh 2: Bả n đồ phân vù ng cấ u trú c tầ ng nông khu vự c Sơn Tây - Gia Lâm
Hì nh 3: Sơ đồ mặt cắt điề u kiệ n địa chất công trình tuyến ED và FKGH
Trang 10Khu cấu trúc tầng nông B 2 có các
kiểu cấu trúc sau:
+ Kiểu B2Ia: kiểu cấu trúc này phân
bố chủ yếu ở khu vực huyện Đông Anh
và một số diện khá lớn thuộc quận Tây
Hồ và Bắc Từ Liêm (Hà Nội), huyện
Vĩnh Lạc (Vĩnh Phúc) Thuộc kiểu này,
mặt cắt tầng nông có các thành tạo Đệ tứ
với 2 - 3 phức hệ thạch học tướng sông,
sông - biển với thành phần chủ yếu là
cát và cát bột
+ Kiểu B2Ib: kiểu khu nền trung
bình - yếu ĐCCT, phức tạp về điều kiện
ĐCCT Trong kiểu này, mặt cắt tầng
nông có mặt trên 3 phức hệ thạch học,
trong đó ngoài các thành tạo Đệ tứ thuộc
tướng sông, sông - biển (thành phần chủ
yếu là cát, cát bột), đôi nơi còn có mặt
lớp đất yếu (bùn hoặc sét) tướng hồ,
đầm lầy Kiểu cấu trúc này có mặt không
nhiều trong khu vự c, chúng phân bố chủ
yếu ở huyện Vĩnh Lạc (Vĩnh Phúc) và
khu vực Phủ Lỗ (Đông Anh)
+ Kiểu B2II: khu nền trung bình -
yếu, phức tạp về điều kiện ĐCCT Mặt
cắt tầng nông là các thành tạo đệ tứ, có
cấu trúc lớp đất yếu Kiểu cấu trúc tầng
nông này chiếm diệ n tích lớn dọc 2 bên
bờ sông Hồng từ Sơn Tây về đến Hà Nội
theo phương Tây Bắc - Đông Nam
Khu cấu trúc tầng nông B 3 chỉ có
1 kiểu - kiểu khu nền yếu, mức độ phức
tạp về điều kiện ĐCCT (B3II) Vớ i kiểu
này, mặt cắt tầng nông gồm các thành
tạo Đệ tứ có từ 4 phức hệ thạch học trở
lên Trong thành phần vật chất, ngoài
các trầm tích sông, sông - biển (cát, cát
bột) còn có mặt các trầm tích bùn, sét
(lớp đất yếu) Kiểu cấu trúc này phân bố
hầu hết ở đê trong, dọc hai bên bờ sông
Hồng từ Sơn Tây đến Gia Lâm
Bả n đồ phân vùng cấu trúc tầng
nông khu vự c đới ven sông Hồng từ Sơn
Tây đến Gia Lâm (Hà Nội) và cá c mặ t
cắ t đượ c thể hiệ n như trong hì nh 2 và 3
5 Kết luận
Bản đồ phân vù ng cấ u trú c tầ ng nông đới ven sông khu vực Sơn Tây - Gia Lâm (từ 0 đến 40m) cho thấy: Cấu trúc tầng nông dọc ven sông Hồng (chủ yếu vùng B) được đặc trưng chủ yế u là các trầm tích Đệ tứ bở rời, không đồng nhất, cấ u trúc không gian gồm 2 vùng: Vùng cấu trúc tầng nông núi - đồi (vù ng A) và vùng cấu trúc tầng nông đồng bằng (vù ng B) Mỗ i vù ng
cấ u trú c lạ i đượ c chia nhỏ thà nh cá c khu tương ứ ng vớ i đặ c điể m ĐCCT
Theo cá c mặ t cắ t, tầng nông ở khu vực nghiên cứu (trừ vùng núi - đồi) có mặt chủ yếu các lớp không có liên kết cứng - đó là các trầm tích mềm rời và mềm dính, đượ c chia thà nh 3 cấ p điề u kiệ n ĐCCT: yếu, trung bình và cao
Vù ng có điề u kiệ n ĐCCT yế u phầ n lớ n
ở độ sâu từ 0 - 10m
Cấu trúc tầng nông dọc ven sông Hồng (chủ yếu vùng B) đã và đang chịu tác động bị lún hạ, ô nhiễm và biến động
bề mặt địa hình do tác động chủ yếu của con người
Kế t quả xây dự ng bả n đồ phân vùng cấu trúc yếu tầng nông là mộ t trong nhữ ng thông tin rấ t quan trọ ng
để đưa ra các giải pháp phòng tránh và quy hoạch thích ứng dân sinh ven sông khu vực Sơn Tây - Gia Lâm Hà Nội, nhằm hạn chế mức thiệt hại thấp nhất
và an toàn cho cuộc sống người dân cũng như quá trình phát triển kinh tế dọc bờ sông Hồng
Lờ i cả m ơn: Bà i bá o đượ c hoà n
thà nh vớ i sự hỗ trợ củ a đề tà i Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam,
Mã số: VAST05.05/16-17