Khóa luận Nghiên cứu đặc điểm Địa kỹ thuật đất nền phục vụ phát triển bền vững khu vực Đồ Sơn, Hải Phòng

. + Các trầm tích Đệ tứ không phân chia (Q): là các thành tạo tàn tích, đã mang xuống chân các đồi núi hay còn nằm tại chỗ. Sườn phía Tây ưu thế là sản phẩm phong hóa vỡ vụn saprolit. Trên mặt đường phân thuỷ có sản phẩm phong hóa vỏ sialit dày 2.5m. Phần lớn diện tích còn lại là sản phẩm phong hoá vỏ ferosialit dày 15 - 3.5m, thích hợp trồng rừng. Trong khu vực Đồ Sơn, hệ tầng Thái Bình dày khoảng 1 - 4m, 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. Hoạt động tân kiến tạo Hệ thống đứt gẫy Khu vực Hải Phòng, có hệ thống đứt gãy chủ đạo là Tây Bắc – Đông Nam, ngoài ra còn có hệ thống đứt gãy hướng Đông Bắc – Tây Nam, phương á vĩ tuyến và á kinh tuyến (Hình 2). a) Hệ thống đứt gẫy phương Tây Bắc - Đông Nam Hệ thống đứt gẫy này quy định hướng dòng chảy chính cho các con sông Thái Bình, Van Úc, Lạch Tray, Cửa Cấm phần lớn bị phủ bởi trầm tích Đệ tứ. + Đứt gẫy sông Lô: Được hình thành từ Paleozoi giữa và kéo dài trong Kainozoi, có mặt trượt nghiêng về tây Nam, góc dốc 700. + Đứt gẫy Hải Ninh -Kiến An: Là đứt gẫy sâu nằm phía Bắc, gồm đứt gẫy sông Lô, kéo dài qua cửa Văn Úc, có mặt trượt nghiêng về phía Đông Bắc. + Đứt gẫy Kinh Môn-Hải Phòng: Kéo dài từ Kinh Môn, qua Thủy Nguyên, qua phía Tây Bắc thành phố Hải Phòng và về phía Đông Nam đảo Cát Hải. + Đứt gẫy Kim Thành - Đồ Sơn: Nằm ở phía Tây Nam Đồ Sơn, cắt qua cửa Họng - vách kiến tạo điển hình rìa bán đảo Đồ Sơn. b) Hệ thống đứt gẫy theo phương Đông Bắc - Tây Nam Hệ thống đứt gãy theo phương Đông Bắc-Tây Nam bao gồm bốn đứt gãy: + Đứt gãy sông Luộc + Đứt gãy Thái Bình-Hải Phòng + Đứt gãy Thụy Anh-Đồ Sơn + Đứt gãy Văn Lý-Tiền Hải-Hòn Dấu Các hệ thống đứt gẫy này thường tạo ra các đoạn cong gấp dị thường của các sông Thái Bình, Văn Úc, Lạch Tray, Cửa Cấm và các đoạn thẳng dị thường của bờ biển (Bàng La-Đại Hợp). Được phủ trên bởi lớp trầm tích Đệ tứ. Hệ thống đứt gẫy phương á vĩ tuyến: phát triển rộng lớn ở khu vực Đông Bắc gồm đứt gãy Tràng Kênh, đứt gẫy Kinh Môn, đứt gãy Mỹ Sơn-Hoàng Tân và đứt gãy cắt ngang khu vực nghiên cứu là Kinh Điền-Cát Hải-Phú Long, các hệ thống đứt gãy này liên kết chặt chẽ với các đứt gẫy phương Đông Bắc – Tây Nam, tạo nên các khối nâng, là các vùng đồi núi phía Tây Bắc và Tây Nam thành phố Hải Phòng. Hệ thống đứt gẫy phương á kinh tuyến: kém phát triển (có thể thấy ở núi Voi, Đông Gia Luận – Khe Sâu). Hoạt động của hệ thống này chủ yếu theo cơ chế trượt bằng, cùng với hệ thống khác làm dịch chuyển khối tảng, làm phức tạp hóa bình đồ cấu trúc hiện đại. Hoạt động nâng hạ trong Tân kiến tạo (TKT) và Kiến tạo hiện đại (KTHĐ) Dựa theo tài liệu phân tích hệ thống đứt gẫy, địa vật lý, địa mạo và trầm tích có thể phân biệt các đới kiến trúc nâng hạ trong TKT và KTHĐ. a) Các đới nâng tương đối mạnh trong TKT và KTHĐ Trong khu vực có 3 đới nâng với biên độ khác nhau trong các thời đại địa chất khác nhau. + Đới nâng Kiến An –Đồ Sơn: tạo nên kiến trúc hình thái dương và chia khu vực bờ biển hiện đại Hải Phòng thành 2 phần Đông Bắc và Tây Nam Đồ Sơn. Biên độ nâng TKT và KTHĐ yếu, đá gốc ít lộ và thường bị phủ dưới trầm tích Đệ Tứ. Biên độ nâng 5 - 6m từ Holocen giữa. + Đới nâng Thuỷ Nguyên -Quảng Yên nằm ở rìa phía Bắc khu vực Hải Phòng, được phủ chủ yếu bởi trầm tích Pleistocen và trầm tích sông biển, đầm lầy - biển tuổi holocen. + Đới nâng Cát Bà: với biên độ nâng cực đại 300m trong Pleistocen - Đệ tứ, với phổ biến là các thềm tích tụ, thềm mài mòn và các bề mặt bào mòn sơ khai. b) Đới nâng điều hòa trong KTHĐ Đới này phân bố ở Hạ Long và tạo thành các dải hẹp ở Nam Thủy Nguyên và rìa đới nâng Kiến An - Đồ Sơn, bề dầy trầm tích Đệ tứ không lớn, từ 20 - 30m, đới nâng yếu trong Holocen. c) Đới hạ võng tương đối trong KTHĐ Đới hạ võng tương đối trong KTHĐ là đới hạ võng Bạch Đằng được phân định khá rõ ở vùng cửa sông Bạch Đằng và phía Đông Bắc bán đảo Đồ Sơn. Đới còn phân bố một dải hẹp nằm sát bờ Tây Nam khối nâng Kiến An - Đồ Sơn. Tại đây biên độ võng hạ trong Đệ tứ đạt 60-70m có nơi đến 100m. CHƯƠNG III CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp khảo sát địa chất ngoài trời Quá trình khảo sát khu vực Đồ Sơn được chia thành 2 đợt, với các tuyến khảo sát chính Đồ Sơn - Đê Bàng La, Đồ Sơn- Đê Biển I và moong khai thác đất đắp Ngọc Xuyên (Đợt 1 từ ngày 19/04 đến ngày 23/04, đợt 2 từ ngày 12/05 đến 14/05/2010. Ngoài các tuyến khảo sát chính trên, các tuyến khảo sát ngắn vuông góc với các tuyến chính được thực hiện, với tổng số gồm 10 điểm khảo sát và lấy mẫu đất, và 4 điểm khảo sát lấy mẫu đá. 3.1.1 Khảo sát khu vực đê Bằng La Bằng La là một phường thuộc quận Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng, có vị trí: Đông giáp phường Ngọc Xuyên và phường Vạn Hương; Tây giáp huyện Kiến Thụy; Nam giáp vịnh Bắc Bộ; Bắc giáp phường Minh Đức và huyện Kiến Thụy. Đi dọc đê Bằng La từ Xuân Lễ về phía của sông Văn Úc, có thể quan sát thấy rừng ngập mặn 7-10 năm tuổi trồng để bảo vệ đê biển phát triển mạnh, mật độ dày (ảnh 11). Các khu vực lạch triều bên ngoài đê Bằng La còn là nơi neo đậu tàu thuyền (ảnh 12). Vào thời điểm khảo sát, đê Bằng La đang trong giai đoạn thi công kè bê tông áp mái nhằm bảo vệ mái và thân đê ( ảnh 13). 3.1.2 Khảo sát khu vực Đê Biển I Đi dọc tuyến đê từ khu vực doanh trại Trung đoàn 925, rừng ngập mặn bảo vệ đê còn thưa thớt, nhiều khu vực cây còn nhỏ, chưa có tác dụng bảo vệ thân đê (ảnh 14). Tiếp tục hành trình thì mức độ bao phủ rừng được tăng lên nhưng độ che phủ còn rất mỏng, thưa thớt, không đồng đều. Đến vị trí lấy mẫu cách trung đoàn 925 khoảng 4km thì rừng ngập mặn phát triển mạnh (ảnh 15), độ che phủ dày tiếp theo là khu vực nuôi trồng thủy sản (ảnh 16). Phương lấy mẫu thí nghiệm ngoài hiện trường Khảo sát và lấy mẫu thực địa trong hố đào Khảo sát thực địa được tiến hành theo tuyến cắt ngang các thành tạo địa chất có mặt trong khu vực. Tại các điểm khảo sát, các vết lộ của đá gốc được mô tả, ghi chép và lấy mẫu. Các taluy đường, các sườn dốc được vẽ, ghi chép vào nhật ký. Các ký hiệu mẫu và vị trí lấy mẫu đất, đá đều được thể hiện trên bản đồ tuyến khảo sát và vị trí lấy mẫu địa hình (hình 3). Tại mỗi taluy đường hoặc các hố đào đã tiến hành lấy 3 loại mẫu đó là: mẫu phá hủy, mẫu nguyên trạng, mẫu đất đắp. Phương pháp đóng ống mẫu thủ công đã được sử dụng. Đoạn ống nhựa (đường kính 7,6cm, dài 20cm), được đóng vào trong đất tới khi ngập hết ống. Cắt chân ống mẫu bằng cách đào hố sâu xung quanh ống. Làm phẳng 2 dầu ống mẫu bằng dao, dùng túi nilong và băng dính bọc kín mẫu sau khi đã ghi nhãn với đầy đủ các thông tin về ký hiệu mẫu, độ sâu, hướng của mẫu. Bảng 1 Bảng tổng hợp các loại mẫu đất thí nghiệm khu vực Đồ Sơn STT Kí hiệu mẫu Vị trí lấy mẫu Loại mẫu Độ sâu lấy mẫu (m) Mô tả mẫu 1 BL1 Đê Bàng La Mẫu nguyên trạng 1.2 Sét pha, màu nâu, trạng thái dẻo cứng. 2 BL2 Đồng Tiến Mẫu phá hủy 1.0 Sét pha, màu xám nâu, trạng thái dẻo vừa. 3 DS1 Đê I Đồ Sơn Mẫu nguyên trạng 1.5 Sét pha, màu nâu vàng, dẻo cứng. 4 DS2 Đê I Đồ Sơn Mẫu phá hủy 1.5 Sét pha, màu nâu vàng, dẻo cứng, độ sâu lấy mẫu 1,5m 5 DS3 Đoạn cuối đê I Đồ Sơn Mẫu phá hủy 2.0 Bùn sét, bùn cát, màu xám đen, trạng thái dẻo chảy. 6 NX1 Ngọc Xuyên Mẫu đầm chặt 0.5 Sét pha, màu nâu vàng 7 DK1 Đoàn Kết Mẫu phá hủy 0.5 Sét pha, màu nâu,trạng thái dẻo mềm. Bảng 2 Bảng tổng hợp các loại mẫu đá thí nghiệm khu vực Đồ Sơn STT Kí hiệu mẫu Vị trí lấy mẫu Mô tả mẫu 1 NX01 Ngọc xuyên Đá cát kết, bột kết màu xám, dạng quaczit. 2 CS01 Casino Đồ Sơn Cát kết, bột kết phân lớp mỏng. 3 ĐS01 Đê I Đồ Sơn Cát kết dạng quaczit màu xám sang. 4 BN01 Bến Nghiêng Đá cát kết dạng quaczit xen kẽ bột kết, có cấu tạo song song. Phương pháp thí nghiệm trong phòng Xác định các chỉ tiêu vật lý a) Xác định thành phần độ hạt Phương pháp xác định thành phần hạt được áp dụng theo tiêu chuẩn TCVN 4198: 1995. - Xác định thành phần hạt bằng phương pháp rây Phương pháp rây nhằm xác định thành phần phần trăm các cỡ hạt có trong mẫu. Phương pháp này không thể xác định từng loại kích thước riêng biệt có trong mẫu mà chỉ xác định được một khoảng kích thước hạt. Điều này được thực hiện bằng cách xác định lượng mãu trên rây và lượng mẫu lọt rây, sau đó so sánh lượng mẫu lọt rây với tổng trọng lượng của mẫu. + Rây khô: Lấy 200 – 250g đất, sấy khô, đem nghiền, sau đó cho vào bộ rây để làm thí nghiệm. Cho bộ rây vào máy vung và vận hành khoảng 10 phút rồi bắt đầu cân lượng đất trên từng cấp rây. Ghi chép số liệu và lập bảng tính toán kết quả thí nghiệm. + Rây ướt: Với các mẫu đất hạt mịn chiếm khoảng 70 – 80% trở lên, lấy 350g mẫu đất thí nghiệm, cho vào rây có kí hiệu #200 (kích thước mắt rây 0,075 mm). Cho cả rây vào bể chứa nước, đãi đất trong khoảng 10 – 15 phút, sau đó cho rây vào vòi nước, vặn nước chảy từ từ qua rây. Đến khi mẫu trên rây không thể tan ra được nữa thì bỏ rây ra, cho mẫu còn sót lại trên rây và bát sứ và mang đi sấy khô. Cân mẫu đã sấy khô, tiến hành rây khô với lượng mẫu này, ghi chép số liệu và lập bảng tính toán thí nghiệm. Kết quả đường cong phân bố độ hạt của các mẫu đất được thể hiện trong phụ lục A. b) Xác định độ ẩm của đất: Theo TCVN 4196-1995 Cho mẫu cần đo độ ẩm vào hộp mẫu, cân trọng lượng đất ẩm + hộp (mw). Mẫu được sấy ở nhiệt độ 105 + 30C. Sau 4 - 5h hoặc khi kiểm tra thấy trọng lượng hộp + mẫu không thay đổi, ghi lại trọng lượng hộp + mẫu đã sấy khô (mS) sau đó tính giá trị độ ẩm w (%) theo công thực: w (%) = [(mw - ms)/(ms – m)]*100% Trong đó: mw = khối lượng hộp + đất ẩm ms =khối lượng hộp + dất khô m = khối lượng hộp Phương pháp tính ổn định mái dốc bằng phần mềm SLOPE/ W Để kiểm định độ ổn định của mái dốc theo phương pháp mặt trượt cung tròn hình trụ, ta giả định mặt trượt có dạng cung tròn (tâm O bán kính R), với điều kiện biến dạng dẻo chỉ phát triển dọc theo mặt trượt và đất bị phá huỷ theo định luật Mohr - Coulomb. Hệ số an toàn Fs xác định bằng cách chia cung tròn thành n mảnh có bề rộng b như nhau. Khi đó mỗi mảnh chịu tác dụng của các lực: trọng lượng bản thân (W), phản lực đáy của mảnh (N), sức kháng cắt được huy động ở đáy của mảnh (T), các lực tác dụng tương hỗ với các mảnh lân cận theo chiều nằm ngang (EL, ER ) và thẳng đứng (XL,XR). Dựa vào cân bằng lực theo phương nằm ngang, thẳng đứng, cân bằng moment xác định số phương trình: Phương trình cân bằng momen, phương trình cân bằng lực theo phương thẳng đứng, phương trình cân bằng lực theo phương nằm ngang và phương trình phá huỷ theo định luật Mohr – Coulomb. Như vậy bài toán trở thành bất định vì có sự khác biệt giữa ẩn số và phương trình. Để khắc phục vấn đề này, nhằm đưa bài toán trở thành xác định, các phương pháp thông thường và đơn giản hoá Bishop được sử dụng. Sau đó kết hợp giả thiết với các phương trình cân bằng lực và moment để xác định hệ số an toàn (Fs). Hình 4: Minh họa cho phương pháp đơn giản hóa Bishop Giả thiết bỏ qua các lực tác dụng dọc theo cạnh bên các mảnh mà chỉ xét các lực tác dụng tương hỗ theo phương nằm ngang, cân bằng lực theo phương thẳng đứng có thể xác định được N. Trong đó: N: Phản lực đáy mảnh ui :Áp lực nước lỗ rỗng tại đáy mảnh thứ i Mi (a) – Moomen cân bằng lực ứng với góc dốc a và được xác định theo công thức dưới đây: Xác định được Fs theo công thức: (*) Trong đó: i - Ký hiệu mảnh thứ i; Wi; Trọng lực bản thân của mảnh; ci, ji - Lực dính kết và góc ma sát trong của đất ở đáy mảnh; li - Chiều dài cung ở đáy mảnh (cm); α - Góc giữa tiếp tuyến cung trượt tại điểm giữa mảnh và mặt phẳng nằm ngang. Để tìm hệ số an toàn (Fs) bằng phương pháp đơn giản hóa của Bishop ta tiến hành theo các bước như sau: + Bước 1: Cho Fs ở phương trình (*) bằng 1, từ đó tìm được Mi(α), + Bước 2: Đưa giá trị Mi(α) vào phương trình và giải, tìm được một giá trị Fs + Bước 3: Sử dụng Fs tính được xác định giá trị Mi(α) mới, + Bước 4: Giải ra giá trị mới của Fs ở vế phải, và + Bước 5: Lặp lại các bước 3, 4 cho tới khi Fs giả định và Fs tính toán được sai khác nhau ≤ 0,01; thông thường mái dốc sẽ ổn định khi có Fs min ≥ 1,2. Như vậy “ Hệ số an toàn (Fs) là số lần mà sức kháng cắt cần giảm đi để cho khối đất ở trạng thái cân bằng giới hạn, dọc theo mặt trượt giả định”. Mặt trượt nguy hiểm nhất là mặt trượt có (Fs) nhỏ nhất. Từ cơ sở lý thuyết ở trên, phần mềm SLOPE/W được xây dựng. Bằng cách lần lượt thay đổi vị trí tâm O và thay các giá trị bán kính R khác nhau ta được các mặt trượt giả định khác nhau mà ứng với mỗi trường hợp sẽ có một hệ số an toàn. Trong báo cáo đã tiến hành lập 6 mặt cắt dùng để tính ổn định cho mái dốc tại khu vực Đê I Đồ Sơn và đê Bàng La. Kết quả phân tích ổn định mái dốc mỏ vật liệu xây dựng tại Đê I Đồ Sơn và đê Bàng La được trình bầy trong phụ lục G. CHƯƠNG IV TỔNG QUAN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH, ĐỊA CHẤT THỦY VĂN VÀ CÁC HIỆN TƯỢNG ĐỊA CHẤT ĐỘNG LỰC CÔNG TRÌNH KHU VỰC ĐỒ SƠN, HẢI PHÒNG Tổng quan đặc điểm địa chất công trình của các trầm tích Đệ tứ Dựa vào bản đồ địa chất đô thị khu vực Hải Phòng tỷ lệ 1: 50000 của Nguyễn Đức Đại và Ngô Quang Toàn (1995) [8], cũng như bản đồ Địa chất công trình thành phố Hải Phòng do Nguyễn Đức Đại (1996) thành lập (hình 5), cấu trúc nền đất của khu vực nghiên cứu được mô tả dưới đây: Trầm tích nhân tạo (đất đắp, đất lấp) Lớp này có bề dầy 0.5 - 1.5 - 2m gồm cát, sét pha, sét lẫn các phế liệu xây dựng, và sinh hoạt. Vì thành phần hỗn hợp, độ chặt rất bất đồng nhất nên với loại đất này thường phải xử lý hoặc loại bỏ khi xây dựng. Trầm tích sông (aQ23tb2) Trầm tích sông gồm các phức hệ thạch học gồm cát pha, sét pha màu nâu thuộc phụ hệ tầng Thái Bình trên tuổi Holocen muộn (aQ23tb2) phân bố chủ yếu dọc theo các sông Văn Úc, sông Thái Bình, sông Hoá, sông Mỗi. Phần trên mặt, đất ở trạng thái chảy thuộc loại bùn sét pha, bùn sét. Tổng hợp các kết quả thí nghiệm tính chất cơ lý trình bày trong bảng 3. Vì các trầm tích thuộc hệ tầng này trong vùng nghiên cứu không lộ gần trên mặt, chỉ gặp ở những lỗ khoan sâu địa chất nên không lấy mẫu thí nghiệm tính chất cơ lý của chúng. Trầm tích sông biển (amQ2 2-3 tb1) Trầm tích sông biển gồm các phức hệ thạch học sét pha, cát pha màu xám thuộc hệ tầng Thái Bình trên tuổi Holocen muộn (amQ23 tb2) phân bố hẹp ở ven cửa sông Văn Úc, Thái Bình, Cửa Cấm dày 3.5m nên không lấy mẫu thí nghiệm cơ lý đất. Sét pha cát pha màu xám nâu thuộc hệ tầng Thái Bình dưới tuổi Holocen muộn (amQ2 2-3 tb1), phân bố rộng khắp trên hầu hết diện tích các huyện Thuỷ Nguyên, An Hải, Tiên Lãng, Vĩnh Bảo, nội thành Hải Phòng, dày đến 17m. Tuỳ thuộc vào địa hình cao hay trũng thấp mà chúng ở trạng thái từ dẻo cứng đến chảy chuyển thành bùn sét, bùn sét pha, thuộc loại đất yếu. Tổng hợp kết quả thí nghiệm tính chất cơ lý của chúng được trình bày trong bảng 4. Bảng 3. Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học aQ23 tb2 [9] Các chỉ tiêu Các kiểu thạch học Bùn sét Bùn sét pha Sét pha Cát pha Số lượng mẫu 7 3 5 4 - Cát (2-0,05mm) 112,0 54,7 13,2 50 - Bụi (0,05-0,005mm) 56.7 29.0 61.6 30 - Sét <0.005mm 32.1 16.3 52.2 20 Độ ẩm. % 49.1 34.04 30,88 25.8 Khối lượng thể tích, g/cm3 1.70 1.78 1.8 1.85 Khối lượng thể tích khô g/cm3 1.1 1.32 1.38 1494 Khối lượng riêng,g/cm3 2.70 2.69 2.69 2.66 Độ bão hoà % 93.4 88.89 87.13 86.23 Độ rỗng, % 58.76 50.53 48.83 44.24 Hệ số rỗng 1.43 1.023 0.956 0.790 Giới hạn chảy,% 43.36 30.13 34.90 23.90 Giới hạn dẻo,% 23.62 19.45 21.64 17.50 Chỉ số dẻo,% 19.74 10.68 13.34 6.40 Độ sệt 1.29 1.322 0.60 1.29 Hệ số nén lún, cm2/kg 0.078 0.026 0.028 0.018 Góc ma sát trong, độ 407’ 11051’ 10024’ 2707’ Lực dính kết , kg/cm2 0.056 0.044 0.134 0.023 Sức chịu tải, kg/cm2 0.5 0.7 1.8 1.7 Hàm lượng hữu cơ, % 1.58 0.7 0.35 Bảng 4. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học amQ22-3 tb1 [9] Các chỉ tiêu Các kiểu thạch học Bùn sét Bùn sét pha Sét Sét pha Cát pha Số lượng mẫu 143 75 45 71 13 - Cát (2-0,05mm) 13.2 21.5 17.6 21.6 30.3 - Bụi (0,05-0,005mm) 52.2 53.9 57.4 56.7 60.8 - Sét <0.005mm 34.6 24.6 32.0 21.7 9.1 Độ ẩm. % 50.7 39.39 34.5 32.35 28.6 Khối lượng thể tích, g/cm3 1.65 1.75 1.82 1.85 1.89 Khối lượng thể tích khô g/cm3 1.09 1.27 1.32 1.42 1.405 Khối lượng riêng,g/cm3 2.69 2.69 2.71 2.68 2.69 Độ bão hoà % 95.01 93.50 91.05 92.87 94.2 Độ rỗng, % 59.13 53.23 50.01 47.7 45.69 Hệ số rỗng 1.40 1.130 1.002 0.875 0.855 Giới hạn chảy,% 44.31 36.38 41.09 33.0 25.13 Giới hạn dẻo,% 24.59 21.30 23.08 20.98 18.19 Chỉ số dẻo,% 19.72 15.08 18.01 12.02 6.94 Độ sệt 1.30 1.19 0.63 0.94 1.40 Hệ số nén lún, cm2/kg 0.091 0.063 0.041 0.056 0.026 Góc ma sát trong, độ 2011’ 8020’ 7030’ 10032’ 17028’ Lực dính kết , kg/cm2 0.059 0.051 0.121 0.115 0.047 Sức chịu tải, kg/cm2 0.4 0.5 1.4 1.3 1.6 Hàm lượng hữu cơ, % 2.1 1.3 1.45 0.9 0.6 Sét pha, sét màu xám, xám vàng loang lổ, vàng đỏ, thuộc phụ hệ tầng Vĩnh Phúc trên, tuổi Pleistocen (maQ13vp2 ) không chỉ có mặt trên hầu hết các lỗ khoan mà còn lộ ra trên mặt ở ven rìa các đồi núi thấp ở vùng bắc Thuỷ Nguyên… dày 3.5m. Bề mặt phong hoá là ranh giới giữa các phức hệ thạch học tuổi Pleistocen muộn và Holocen. Đôi khi có độ ẩm cao chuyển sang bùn sét pha hoặc cát pha. Kết quả thí nghiệm tính chất cơ lý của chúng được tổng hợp trong bảng 5. Bảng 5. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học maQ13vp2 [9] Các chỉ tiêu Các kiểu thạch học Bùn sét pha Sét Sét pha Cát pha Số lượng mẫu 1 10 9 2 - Cát (2-0,05mm) 20 10.01 25.12 36.5 - Bụi (0,05-0,005mm) 50 56.11 59.22 55.5 - Sét <0.005mm 30 33.88 15.66 8.0 Độ ẩm. % 45.99 36.91 27.90 17.18 Khối lượng thể tích, g/cm3 1.68 1.78 1.885 2.0 Khối lượng thể tích khô g/cm3 1.150 1.485 1.462 1.718 Khối lượng riêng,g/cm3 2.69 2.715 2.69 2.69 Độ bão hoà % 92.3 85.90 89.85 77.8 Độ rỗng, % 57.2 45.29 47.38 36.1 Hệ số rỗng 1.336 0.77 0.867 Giới hạn chảy,% 38.9 40.6 30.88 Giới hạn dẻo,% 23.2 22.19 19.83 Chỉ số dẻo,% 15.7 18.41 11.05 Độ sệt 1.45 0.81 0.73 Hệ số nén lún, cm2/kg 0.067 0.036 0.031 0.008 Góc ma sát trong, độ 5025’ 806’ 11053’ Lực dính kết , kg/cm2 0.0474 0.1888 0.128 Sức chịu tải, kg/cm2 0.6 2.2 1.9 Hàm lượng hữu cơ, % 2.17 Cát lẫn sỏi, sạn bụi, sét ít tàn tích thực vật, màu xám vàng, thuộc phụ hệ tầng Vĩnh Phúc trên, tuổi Pleistocen muộn (amQ13vp2 ), chiều dày mỏng 4-6m, nằm sâu và phủ trực tiếp lên trầm tích của hệ tầng Hà Nội (amQ12-3 hn ), nên không có mẫu thí nghiệm cơ lý đất. Tương tự như trên, phức hệ thạch học cát pha, sét pha màu xám, xám đen thuộc hệ tầng Hà Nội tuổi Pleistocen giữa - đầu, Pleistocen muộn (amQ12-3hn) dày không quá 10m và phức hệ thạch học cát lẫn sỏi cuội, cát pha, sét pha, hệ tầng Lệ Chi tuổi Pleistocen sớm (am Q11lc), nằm sâu nên không có mẫu thí nghiệm tính chất cơ lý. Trầm tích đầm lầy ven biển, sông biển đầm lầy Trầm tích đầm lầy ven biển, sông biển đầm lầy gồm các phức hệ thạch học bùn sét, bùn sét chứa mùn xám đen, xám tro thuộc hệ tầng Thái Bình trên, tuổi Holocen muộn (abQ23 tb2) chiếm diện tích nhỏ, ven theo các sông nhỏ thường bị ngập nước, dày 1-3m, nên không có mẫu thí nghiệm cơ lý đất. Bùn sét, bùn cát pha màu xám nâu, xám đen chứa mùn thực vật thuộc hệ tầng Thái Bình trên, tuổi Holocen muộn (ambQ23 tb2) phân bố ở cửa sông Lạch Tray, Văn Úc… dày 12.8m. Chỉ tiêu cơ lý đất cho các kiểu nguồn gốc bùn sét, bùn sét pha, sét, sét pha, cát pha được tổng hợp trong bảng 6. Bùn các loại , than bùn xám đen thuộc phụ hệ Hải Hưng dưới, tuổi Holocen sớm - giữa (mbQ21-2hh2) không lộ ra trên mặt chỉ gặp trong các lỗ khoan ở vùng nội thành và các vùng khác, chiều dày 3.5 -23m. Kết quả tổng hợp tính chất cơ lý của chúng được trình bày trong bảng 7. Trầm tích biển Trầm tích biển gồm các phức hệ thạch học sét, sét pha thuộc hệ tầng Hải Hưng trên , tuổi Holocen sớm - giữa (mQ21-2hh2) lộ ra trên diện tích khá rộng ở vùng An Hải, bắc Thuỷ Nguyên, ven rìa núi Phủ Liễn, Núi Voi… và ở nhiều lỗ khoan, bề dày thay đổi từ 1.0-16.6m (Trung bình 2-5m ). Sét, sét pha trong phức hệ thạch học này được sử dụng làm gạch ngói chất lượng khá tốt (thành phần hạt bụi sét trung bình chiếm 75.8% đến 84.3%). Kết quả tổng hợp tính chất cơ lý của chúng được trình bày trong bảng 8. Bảng 6. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học ambQ23tb2 [9] Các chỉ tiêu Các kiểu thạch học Bùn sét Bùn sét pha Sét Sét pha Cát pha Số lượng mẫu 38 27 29 29 4 - Cát (2-0,05mm) 9.7 19.3 16.6 19 45 - Bụi (0,05-0,005mm) 58.5 56.3 52.2 55.1 50 - Sét <0.005mm 32.8 24.4 32.1 25.9 5 Độ ẩm. % 53.4 39.19 33.8 28.94 23.4 Khối lượng thể tích, g/cm3 1.57 1.73 1.83 1.79 1.83 Khối lượng thể tích khô g/cm3 1.02 1.24 1.395 1.52 1.46 Khối lượng riêng,g/cm3 2.60 2.69 2.705 2.70 2.66 Độ bão hoà % 90.8 92.18 86.9 85.47 84.1 Độ rỗng, % 60.0 54.6 48.9 46.5 40.1 Hệ số rỗng 1.53 1.19 0.98 0.88 0.816 Giới hạn chảy,% 45.42 35.08 40.72 34.42 23.23 Giới hạn dẻo,% 24.34 20.69 22.38 21.28 18.33 Chỉ số dẻo,% 21.08 14.39 18.34 13.14 4.90 Độ sệt 1.378 1.327 0.62 0.54 1.40 Hệ số nén lún, cm2/kg 0.08 0.057 0045 0.034 0.019 Góc ma sát trong, độ 4017’ 8067’ 7048’ 12002’ 18030’ Lực dính kết , kg/cm2 0.04 0.059 0.13 0.12 0.053 Sức chịu tải, kg/cm2 0.5 0.6 1.6 1.8 1.9 Hàm lượng hữu cơ, % 2.1 1.37 1.4 0.13 0.43 Bảng 7. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học mbQ22-3hh1 [9] Các chỉ tiêu Các kiểu thạch học Bùn sét Bùn sét pha Bùn cát pha Số lượng mẫu 82 44 7 - Cát (2-0,05mm) 17.41 26.79 38.12 - Bụi (0,05-0,005mm) 50.03 50.41 36.66 - Sét <0.005mm 32.56 22.8 25.22 Độ ẩm. % 52.61 43.65 40.40 Khối lượng thể tích, g/cm3 1.64 1.74 1.74 Khối lượng thể tích khô g/cm3 1.073 1.228 1.237 Khối lượng riêng,g/cm3 2.699 2.694 2.695 Độ bão hoà % 96.11 92.55 93.40 Độ rỗng, % 59.83 52.30 54.62 Hệ số rỗng 1.494 1.161 2.66 Giới hạn chảy,% 45.28 34.56 34.23 Giới hạn dẻo,% 29.71 22.13 23.34 Chỉ số dẻo,% 20.57 12.43 10.89 Độ sệt 1.357 1.79 1.535 Hệ số nén lún, cm2/kg 0.104 0.09 0.115 Góc ma sát trong, độ 3052’ 9039’ 12037’ Lực dính kết , kg/cm2 0.087 0.054 0.039 Sức chịu tải, kg/cm2 0.4 0.5 0.5 Hàm lượng hữu cơ, % 2.2 2.3 Bảng 8. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học mbQ22-3hh2 [9] Các chỉ tiêu Các kiểu thạch học Sét Sét pha Cát pha Số lượng mẫu 93 112 6 - Cát (2-0,05mm) 16.62 24.2 59.44 - Bụi (0,05-0,005mm) 49.65 45.2 27.86 - Sét <0.005mm 33.73 30.6 12.70 Độ ẩm. % 33.73 28.89 28.77 Khối lượng thể tích, g/cm3 1.85 1.81 1.86 Khối lượng thể tích khô g/cm3 1.386 1.456 1.45 Khối lượng riêng,g/cm3 2.71 2.70 2.687 Độ bão hoà % 95.00 89.92 88.75 Độ rỗng, % 48.81 45.93 58.4 Hệ số rỗng 0.95 0.863 0.859 Giới hạn chảy,% 40.44 32.24 20.4 Giới hạn dẻo,% 22.04 18.14 16.65 Chỉ số dẻo,% 18.04 14.1 3.75 Độ sệt 0.64 0.85 1.36 Hệ số nén lún, cm2/kg 0.073 0.017 0.037 Góc ma sát trong, độ 9023’ 4029’ 26042’ Lực dính kết , kg/cm2 0.13 0.117 0.172 Sức chịu tải, kg/cm2 2.0 1.7 1.6 Tàn sườn tích Đệ Tứ Gồm kiểu thạch học sét pha, sét chứa dăm sạn, phân bố hẹp ở các gò đồi, và núi thấp vùng Đồ Sơn và Kiến An, chiều dày thường 2-5m, trong đó dưới lớp thổ nhưỡng (0.3-0.5m) là đới sét loang lổ xám vàng, vàng xám, nâu đỏ trên đá gốc lục nguyên có tuổi khác nhau, chiều dày trung bình 0.1m trạng thái nửa cứng đến cứng, nên không lấy được mẫu nguyên dạng. Kết quả xuyên tĩnh tiến hành bên cạnh những lỗ khoan địa chất công trình trên các trầm tích Holocen và Pleistocen được thống kê trong bảng 9. Bảng 9. Bảng tổng hợp sức kháng xuyên của một số trầm tích Holocen thuộc đồng bằng sông Hồng [9] STT Phức hệ thạch học Sức kháng xuyên qc (kg/cm2) 1 Trầm tích sông tuổi Holocen muộn, hệ tầng Thái Bình (aQ23tb2) 4 - 6 2 Trầm tích sông biển tuổi Holocen muộn, hệ tầng Thái Bình (amQ23tb1) 2 – 10 3 Trầm tích sông biển - đầm lầy tuổi Holocen muộn, hệ tầng Thái Bình (amb Q23tb2) 6 – 16 4 Trầm tích biển tuổi Holocen sớm - giữa, hệ tầng Hải Hưng (mQ21-2hh2) 4 – 22 5 Trầm tích biển - đầm lầy, tuổi Holocen sớm - giữa, hệ tầng Hải Hưng (mbQ21-2hh1) 2 – 6 6 Trầm tích sông biển, tuổi Pleistocen muộn, hệ tầng Vĩnh phúc (maQ13vp2) 40 - 80 Theo bảng 8, ta nhận thấy sức kháng xuyên của phức hệ thạch học aQ23tb2 , amQ23tb1 , mbQ21-2hh1 thấp , biến thiên từ 2 – 10 ( kg/cm2), có thể xếp vào loại đất có trạng thái mềm đến dẻo cứng. Sức kháng xuyên của phức hệ thạch học amb Q23tb2, mQ21-2hh2 khá cao, biến thiên từ 4 -22 (kg/cm2), xếp vào loại đất có trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng. Sức kháng xuyên của phức hệ thạch học maQ13vp2 cao, biến thiên 40 – 80 (kg/cm2), xếp vào loại đất có trạng thái cứng đến rất rắn. Đặc điểm Địa chất thủy văn Tầng chứa nước lỗ hổng không áp trong trầm tích Holocen (qh)