Đặc tính địa kỹ thuật & giải pháp gia cố nền đất Trung tâm phân phối hàng hoá cảng container Phù Đổng - Gia Lâm - Hà Nội

nh tế - xã hội, dự án xây dựng Trung tâm phân phối hàng hoá cảng container Phù Đổng sẽ được xây dựng tại xã Cổ Bi - Gia Lâm trên diện tích 120ha. Từ ngày 25/2/2003 đến ngày 31/5/2003 tôi được bộ môn Địa kỹ thuật và Địa chất môi trường cử tới Công ty Tư vấn xây dựng Cảng- Đường Thuỷ thực tập với mục đích tìm hiểu thực tế, thu thập tài liệu chuyên môn viết khoá luận tốt nghiệp. Sau khi kết thúc thực tập, tôi đã được bộ môn giao viết khoá luận với đề tài: Đặc tính địa kỹ thuật và giải pháp gia cố nền đất Trung tâm phân phối hàng hoá cảng container Phù Đổng - Gia Lâm - Hà Nội”. Nội dung khoá luận ngoài phần mở đầu và kết luận bao gồm: Phần I: - Chương 1. Đặc điểm địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội nhân văn - Chương 2: Đặc điểm cấu trúc địa chất - Chương 3: Đặc điểm địa chất thủy văn - Chương 4: Các quá trình và hiện tượng địa chất động lực công trình Phần II: - Chương 5: Các phương pháp nghiên cứu - Chương 6: Đặc tính Địa kỹ thuật nền đất khu vực xây dựng công trình - Chương 7: Các giải pháp gia cố nền đất phục vụ xây dựng bãi container. Trong giai đoạn thực tập và viết khoá luận, nhờ sự giúp đỡ của cán bộ, nhân viên Công ty Tư vấn xây dựng Cảng - Đường Thuỷ, sự chỉ bảo tận tình của các thầy, cô giáo trong khoa Địa Chất cùng các bạn đồng nghiệp, đặc biệt là sự hướng dẫn nhiệt tình, chu đáo của các thầy Chu Văn Ngợi và Đỗ Minh Đức. Qua đây, tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc, chân thành tới các thầy Chu Văn Ngợi, Đỗ Minh Đức, các thầy cô trong bộ môn Địa kỹ thuật và Địa chất môi trường - khoa Địa chất, trường ĐHKH tự nhiên - ĐHQG Hà Nội và các cô chú, anh chị của công ty Tư vấn Xây dựng Cảng Đường Thuỷ cùng bạn bè đồng nghiệp. Do khả năng và thời gian hạn chế nên khoá luận tốt nghiệp không tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn. Chương 1 đặc điểm địa lý tự nhiên-kinh tế nhân văn khu vực Hà nội 1.1. đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu Thủ đô Hà Nội có lịch sử hình thành và phát triển lâu đời, là một thành phố có vị trí và địa thế đẹp trở thành trung tâm văn hoá, chính trị, kinh tế, khoa học kỹ thuật và đầu mối giao thông quan trọng nhất của cả nước. Thành phố Hà Nội nằm ở hai bên sông Hồng trên vùng đồng bằng màu mỡ, ở trung tâm đồng bằng Bắc Bộ giới hạn bởi các toạ độ địa lý 105016’30”-106001’30” kinh độ Đông 20030’0”- 21035’00” vĩ độ Bắc Hà Nội gốm có 7 quận nội thành và 5 huyện ngoại thành; có ranh giới giáp các tỉnh Phía Bắc giáp Vĩnh Phúc, Thái Nguyên. Phía Đông - Đông Nam giáp Bắc Ninh- Hưng Yên. Phía Tây - Tây Nam giáp Hà Tây. Vị trí công trình trung tâm phân phối hàng hoá - cảng container Phù Đổng nằm ở phía Đông Nam thành phố thuộc địa phận xã Cổ Bi- Gia Lâm. 1.1.2. Địa hình Khu vực Hà Nội có địa hình khá bằng phẳng (trừ khu vực Đông Anh, Sóc Sơn). Địa hình nhìn chung có xu thế hơi nghiêng từ Tây Bắc xuống Đông Nam. Cao độ địa hình khu vực phía Bắc thành phố thường từ 7-12m, ở trung tâm thành phố 5-7m, nơi thấp nhất từ 3-4m. Căn cứ vào vị trí và nguồn gốc thành tạo địa hình có thể phân chia ra các kiểu địa hình sau: a. Dạng địa hình trong đê Dạng địa hình này hình thành trong quá trình tích tụ , chiếm khoảng 90% diện tích và nằm phía trong của đê sông Hồng, sông Đuống, ở đây quá trình tích tụ không còn được tiếp diễn do có các hệ thống đê. Địa hình trong đê chỉ còn bị tác dụng của nước mặt do xâm thực nhẹ, địa hình bị san phẳng, cao độ địa hình thay đổi từ 3- 8,5m. b. Dạng địa hình ngoài đê Dạng địa hình này gồm các bãi bồi phân bố dọc sông Hồng, sông Đuống, sông Nhuệ. Sau khi có hệ thống đê các bãi bồi chỉ phát triển trong phạm vị giữa hai đê dọc theo sông, tại đây diễn ra quá trình bồi đắp phù sa liên tục. Có hai dạng bãi bồi chính là: Bãi bồi ven lòng Bãi bồi giữa sông Bãi bồi giữa sông không ổn định, sau mỗi mùa lũ bãi bồi giữa sông luôn thay đổi hình dạng có khi bị mất hẳn. Bãi bồi ven lòng hàng năm được đắp thêm phù sa, tuy nhiên cũng bị sụt lở do tác động của dòng nước (như bãi bồi Phúc Xá, Long Biên). 1.1.3 . Khí hậu thuỷ văn. + Khí hậu: Khí hậu Hà Nội tiêu biểu cho kiểu khí hậu Bắc Bộ với đặc điểm nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều. Một năm có hai mùa rõ rệt với các đặc điểm riêng biệt. - Mùa khô kéo dài từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau. Lạnh nhất là tháng 1 đến tháng 2 với nhiệt độ trung bình 160c có khi nhiệt độ hạ thấp tới 5-70c. Vào mùa này lượng mưa thường không đáng kể, tháng có lượng mưa lớn nhất trong mùa khô chỉ 112,6mm (11/1993). - Mùa nóng mưa nhiều thường bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 10, nóng nhất vào tháng 6 và tháng 8 với nhiệt độ trung bình là 290c khi cao nhất có thể đạt 35-400c. Lượng mưa mùa này thường chiếm 80-90% tổng lượng mưa cả năm. + Thuỷ văn: Hà Nội có mạng lưới sông, hồ dày đặc với nhiều hệ thống sông lớn nhỏ có trắc diện khác nhau. - Sông Hồng là con sông lớn chảy qua theo hướng Bắc Nam, có đoạn chảy theo hướng Tây Đông chảy ra sông Đuống. Động thái của sông rất phức tạp, dao động theo mùa, mùa mưa có lúc dâng cao trên báo động 3 (14m). Hàng năm con sông này vận chuyển một lượng lớn phù sa ra biển, trung bình 96,40 triệu tấn/năm. Hàm lượng phù sa trung bình 1,4 kg/m3(mùa khô đạt 0,5kg/m3, mùa mưa đạt 3-3,5 kg/m3) - Sông Đuống nằm ở phía Bắc thành phố Hà Nội là sông phân luồng chính của sông Hồng, nó nối với hệ thống sông Thái Bình là chi lưu của sông Hồng nên động thái của sông Đuống phụ thuộc chặt chẽ vào sông Hồng. - Sông Nhuệ nằm ở phía Tây thành phố chảy qua địa phận thuộc huyện Từ Liêm. Ngày nay Sông Nhuệ phụ thuộc rất ít vào động thái của sông Hồng mà chủ yếu phụ thuộc vào sự tác động của con người qua hệ thống cống Liên Mạc . - Sông Kim Ngưu, sông Tô Lịch, sông Lừ, sông Sét là các con sông nhỏ chảy trong thành phố. Động thái phụ thuộc vào nguồn nước thải và nước mưa. Hệ thống sông này làm nhiệm vụ tiêu nước thải cho thành phố. - Hồ ao. Hà Nội có khá nhiều ao, hồ, nhiều hồ lớn có nguồn gốc sông, hồ tập trung nhiều ở nội thành và ngoại thành như Thanh Trì , Tây Hồ, Hoàn Kiếm và một số ở Từ Liêm. Tổng diện tích khoảng 630ha. Hồ ao lớn là nơi thoát nước của thành phố. Các hồ lớn như Hồ Tây, hồ Trúc Bạch, Bảy Mẫu, Ba Mẫu, Hoàn Kiếm, trong đó Hồ Tây lớn nhất nằm ở phía Tây Bắc với diện tích 358 ha, sâu trung bình 1-3m. Hồ là một thắng cảnh, nơi điều hoà khí hậu cuả thành phố. 1.2. đặc điểm kinh tế - nhân văn 1.2.1. Dân cư Thủ đô Hà Nội có dân số tập trung rất đông, theo tài liệu thống kê dân số năm 2000 tổng dân số Hà Nội là 2.840.700 triệu người trong đó nội thành là 1.460.700 người. Mật độ dân số 2993 người/km2, người Hà Nội chủ yếu là dân tộc Kinh. 1.2.2 Kinh tế Cùng với xu thế hội nhập vào nền kinh tế thế giới và với vai trò là một vùng kinh tế quan trọng của cả nước, kinh tế Hà Nội đang phát triển mạnh và cân đối với nhiều hình thức hoạt động. Các khu công nghiệp, khu chế xuất được quy hoạch và xây dựng với nhiều doanh nghiệp sản xuất, kinh doanh đa nghành nghề. Trong cơ cấu kinh tế các nghành nông nghiệp, dịch vụ, thương mại đang chuyển dịch mạnh mẽ theo hướng thị trường kinh tế Hà Nội đóng góp không nhỏ vào ngân sách Nhà nước. 1.2.3 Văn hoá- Giáo dục Hà Nội là trung tâm văn hoá, chính trị, khoa học kỹ thuật lớn của cả nước. Với hệ thống giáo dục khá hoàn thiện, nhiều trường đại học lớn đào tạo nhiều ngành nghề, lĩnh vực chuyên môn khác nhau. Hà Nội còn là nơi giao lưu văn hoá của nhiều dân tộc trong và ngoài nước không những thế Hà Nội đang tích cực chủ động hội nhập với các nền văn hoá thế giới, chọn lọc và định hướng phát triển những nét tiến bộ của các nền văn hoá khác đồng thời luôn luôn gìn giữ và phát huy bản sắc văn hoá dân tộc Việt Nam. 1.2..4. Hệ thống giao thông vận tải Hà Nội là đầu mối giao thông quan trọng của cả nước, không kể các hệ thống mạng lưới đường phố dày đặc phân bố trong nội thành, Hà Nội có hơn 800km đường ô tô chủ yếu gồm các quốc lộ 1, 2, 3, 5, 6. Thành phố có 86km đường sắt và các ga trung tâm đi các tỉnh thành trong cả nước. Ngoài ra, mạng lưới giao thông đường thuỷ được phân bố dọc theo sông Hồng, sông Đuống, đường hàng không có sân bay quốc tế Nội Bài. Chương 2 đặc điểm cấu trúc địa chất 2.1. đặc điểm trầm tích đệ tứ khu vực hà nội Nền móng của hầu hết các công trình ở đồng bằng Bắc Bộ đều đặt trên trầm tích Đệ Tứ bở rời, yếu, được hình thành từ 1,6 triệu năm trở lại đây. Chúng có ảnh hưởng lớn đến sự ổn định và bền vững của công trình. Theo các nhà địa chất Việt Nam trầm tích Đệ Tứ vùng đồng bằng Bắc Bộ nói chung và khu vực Hà Nội nói riêng được thành tạo trong 5 giai đoạn liên quan với 5 quá trình biển tiến, biến thoái, bắt đầu từ Pleistocen và được đặc trưng bởi năm hệ tầng từ dưới lên như sau: 2.1.1.Thống Pleistocen dưới + Hệ tầng Lệ Chi (aQ1lc) Đây là một phân vị mới, lần đầu tiên được đoàn địa chất Hà Nội xác lập. Hệ tầng Lệ Chi không lộ ra ở vùng nghiên cứu do các trầm tích trẻ phủ lên, chỉ quan sát thấy trong các hố khoan sâu trung bình 45-69,5m, các tuyến cắt qua nội thành trong khu vực nghiên cứu tầng Lệ Chi phân bố hầu khắp và phát triển chủ yếu theo hướng Tây Bắc - Đông Nam theo hướng chảy của sông Hồng, bề dày của tầng đạt lớn nhất là 25m. Tầng Lệ Chi tách ra từ phần dưới của hệ tầng Hà Nội và phần trên của hệ tầng Vĩnh Bảo trước đây. Trầm tích tầng Lệ Chi từ dưới lên hạt thô chuyển dần sang hạt mịn được chia thành 3 tập. - Tập 1. Thành phần cuội, sỏi cát và ít bột sét. Cuội sỏi cuả tầng này rất sạch, độ mài tròn tốt, chủ yếu là cuội thạch anh và silic. Thỉnh thoảng gặp cuội đá vôi, cuội có kích thước 2-3cm có khi đạt 3-5cm. Chiều dày trung bình 20m. - Tập 2: Thành phần chủ yếu là bột cát, cát hạt nhỏ màu xám có độ chọn lọc và mài tròn tốt, chiều dày trung bình 3m. - Tập 3: Thành phần là bột sét màu xám, xám vàng, xám đen chứa tảo nước ngọt, thuộc trướng bãi bồi, chiều dày thay đổi từ 0,2-1,5m. Sự thành tạo đất đá của hệ tầng Lệ Chi có liên quan đến thời kỳ bóc mòn xâm thực, rửa trôi vùng đá gốc thời kỳ Pleistocen sớm. Chúng có nguồn gốc aluvi và phủ trực tiếp lên trên các thành tạo Neogen. 2.1.2. Thống Pleistocen giữa + Hệ tầng Hà Nội (ap-a Q1hn) Qua các tài liệu nghiên cứu, nguồn gốc trầm tích hệ tầng này gồm các trầm tích sông, sông lũ. Mặt cắt hệ tầng Hà Nội được đặc trưng bởi 2 kiểu - Kiểu mặt cắt vùng lộ - Kiểu mặt cắt vùng phủ a. Kiểu mặt cắt vùng lộ Xuất hiện ở vùng ven rìa như Vệ Linh, Phù Cường với trầm tích sông lũ có chiều dày 1-2m. Gồm cuội, sỏi sạn lẫn ít bột sét màu vàng nằm phủ trên bề măt phong hoá các đá cổ hơn. b. Kiểu mặt cắt vùng bị phủ Mặt cắt vùng bị phủ quan sát được qua các lỗ khoan sâu 35,5-69,5m với chiều dày 34m. Vật liệu trầm tích được phân ra làm ba tập từ dưới lên như sau: - Tập 1: Thành phần cuội, cuội tảng, sỏi sạn có ít cát, bột. Chủ yếu là cuội thạch anh, silic, có ít đá phun trào andezit, cuội tectit. Cuội có độ mài tròn kém, kích thước 2-5cm có khi tới 10cm, bề dày tầng từ 10-20m. - Tập 2: thành phần cát bột, vàng xám, nâu gạch. Thành phần chính là thạch anh và ít silic. Bề dày trung bình 10m, tập thuộc tướng lòng sông miền núi hoặc chuyển tiếp. - Tập 3: Thành phần là bột sét màu xám vàng, vàng gạch nâu xám chứa bào tử phấn hoa, tảo nước ngọt. Chiều dày khoảng 4m. 2.1.3. Thống Pleistocen trên + Hệ tầng Vĩnh Phúc (al-lbQvp) Trầm tích tầng Vĩnh Phúc trong khu vực nghiên cứu lộ ra ở Đông Anh kéo dài về phía Bắc cầu Thăng Long, Xuân Đỉnh, Cổ Nhuế, Mai Dịch và một phần khu vực Nghĩa Đô, Cầu Giấy. Các tài liệu lỗ khoan ở khu vực này cho thấy thường gặp đất đá của tầng Vĩnh Phúc ở độ sâu rất khác nhau, đôi khi thay đổi rất đột ngột, nhất là ở Thành Công, Giảng Võ, Ngọc Khánh. Tại Yên Hoà, Trung Kính gặp tầng này ở độ sâu 5-10m. ở Thanh Nhàn gặp ở độ sâu 10-15m, còn ở Tứ Hiệp, Thanh Liệt gặp ở độ sâu 15-20m hoặc sâu hơn nữa như ở Thịnh Yên (35m). Đặc điểm và dấu hiệu chủ yếu để nhận biết tầng Vĩnh Phúc là bề mặt của chúng thường bị laterit hoá có màu đỏ hoặc loang lổ. Tầng Vĩnh Phúc có nguồn gốc lục địa, gồm trầm tích sông, hồ, đầm lầy và được chia làm 4 tập từ dưới lên như sau: - Tập 1: Thành phần cuội, sỏi, cát có ít sét màu vàng xám xen ít di tích tảo nước ngọt. Bề dày đạt 10m. - Tập 2: Thành phần chủ yếu là cát bột, ít sét, cát màu vàng thỉnh thoảng gặp ít thấu kính sỏi màu vàng, nâu xám. Trầm tích có chứa di tích bào tử phấn hoa và thường có cấu tạo phân lớp xiên chéo, bề dày tới 33m. - Tập 3: Đặc trưng là sét kaolin màu xám trắng, sét bột xám vàng, tích tụ dạng bề sót. Trầm tích có chứa di tích tảo nước ngọt. Khoáng vật sét chủ yếu là hydromica, kaolinit. Bề dầy từ 2-10m. - Tập 4: Thành phần sét màu đen, bột sét nâu đen xám vàng. Có nguồn gốc tích tụ đầm lầy. ở Sóc Sơn, Đông Anh còn có thấu kính cuội sỏi nhỏ và ít than bùn với độ dày khoảng 0,5m. Chứa di tích thực vật. Bề dày thay đổi từ 3-8m. 2.1.4. Thống Holocen dưới giữa + Hệ tầng Hải Hưng (mlbQ 21-2hh) Trầm tích hệ tầng Hải Hưng được các nhà địa chất ghép từ tầng Giảng Võ và tầng Đống Đa mà các tác giả Đoàn địa chất 204 và một số tác giả khác đã xác lập trước đây. Trầm tích hệ tầng Hải Hưng được chia làm 3 phụ tầng có nguồn gốc thành tạo khác nhau. a. Phụ tầng dưới (lbQ hh1) Trầm tích hệ tầng này thuộc Giảng Võ trước đây chúng có nguồn gốc hồ, đầm lầy, được thành tạo vào trước thời kỳ biển tiến và gặp phổ biến trong khu vực nghiên cứu. Thành phần chủ yếu là sét, sét bột kết chứa hữu cơ màu đen, xám đen. Nhiều nơi phần trên của hệ tầng có lớp than bùn dầy 1-2m. Các trầm tích của phụ tầng này phân bố trực tiếp trên bề mặt bào mòn, bị phong hoá loang lổ của hệ tầng Vĩnh Phúc. Chính đặc điểm này đã làm bề dày của phụ tầng này biến đổi mạnh mẽ. Phía trên bề mặt của phụ tầng được các trầm tích trẻ hơn phủ trực tiếp. Bề dày của phụ tầng này biến đổi từ 2-6m, có khi tới 20m. b. Phụ tầng giữa (lmQ 1-22hh2) Các trầm tích của phụ tầng này trước đây được gọi là tầng Đống Đa, phụ tầng này xác định bởi hai thành tạo có nguồn gốc khác nhau. - Trầm tích nguồn gốc hồ lục địa có thành phần sét bột, sét màu xám vàng, xám xanh, ít sạn sỏi là kết vón ô xít sắt. Bề dày từ 2-4m, trong thành phần có chứa tảo nước ngọt. - Trầm tích nguồn gốc biển: Thành phần chủ yếu là sét, có ít sét bột, màu xám xanh, xanh lơ, có ít mùn thực vật, trong trầm tích có chứa nhiều hoá thạch biển. c. Phụ tầng trên (b Q1-2 2hh3) Trầm tích phụ tầng này có nguồn gốc đầm lầy sau biển tiến và hầu như không bắt gặp trong khu vực nội thành. Thành phần trầm tích là sét bột, có ít cát màu xám đen, nâu đen chứa ít than bùn. Thực vật bị mùn hoá, phân huỷ kém trong trầm rích có chứa tảo nước ngọt. 2.1.5. Thống Holocen trên. + Hệ tầng Thái Bình (a Q32 tb) Các trầm tích thuộc hệ tầng Thái Bình là những trầm tích trẻ nhất và phân bố hầu hết trên bề mặt vùng nghiên cứu. Chúng có nguồn gốc sông và được chia làm 2 phụ tầng. a. Phụ tầng dưới (aQ32tb1) Trầm tích phụ tầng dưới được chia thành 4 tập: - Tập 1: Thành phần là cuội sỏi nhỏ, cát lẫn ít bột sét máu xám nâu nhạt, bề dày thay đổi từ 1-9m. - Tập 2: Thành phần là cát bột màu nâu xám nhạt có lẫn ít mùn thực vật, bề dầy thay đổi từ 3-18m. - Tập 3: Thành phần là bột sét lẫn mùn thực vật màu xám, bề dày từ 1-3m. Các trầm tích thuộc tập 1, 2, 3 có nguồn gốc trầm tích sông. - Tập 4: Trầm tích có nguồn gốc sông, hồ đầm lầy hỗn hợp. Thành phần gồm sét lẫn mùn thực vật màu nâu xám, có chứa di tích ốc xoắn hiện đại, bề dày 1m và ít gặp trong vùng nghiên cứu. Đất, đá của phụ tầng dưới phân bố chủ yếu ở khu vực trong đê sông Hồng tổng bề dày 31m. b. Phụ tầng trên (aQtb2) Các trầm tích của phụ tầng này có nguồn gốc aluvi trẻ, phân bố ở khu vực ngoài đê. Chúng là các trầm tích hiện đại phân bố ở bãi bồi và lòng sông. Phụ tầng này chia làm 2 tập: -Tập 1: Thành phần là cuội, sỏi, cát lẫn ít bột sét màu xám vàng bề dày từ 3-10m. -Tập 2: Thành phần là bột sét màu nâu nhạt chứa ốc, hến, trai nước ngọt và mùn thực vật. Khoáng vật sét chủ yếu hydromica, kaolinit, clorit. Bề dày từ 2-5m. 2.2. ĐặC ĐIểM KIếN TạO Và TÂN KIếN TạO 2.2.1. Đặc điểm kiến tạo Diện tích thành phố Hà Nội nằm trong miền kiến tạo Đông Bắc Bộ. Trong miền có các đới kiến tạo khác nhau như: -Đới An Châu: Chiếm diện tích khá rộng ở phía Bắc huyện Sóc Sơn của tầng kiến trúc Mezosoi. -Đới Hà Nội: Chiếm hơn 1/2 diện tích thành phố với thành tạo Neogen-Đệ Tứ (phủ bất chỉnh hợp lên các trầm tích cổ hơn) Phạm vi Hà Nội có các đứt gãy sâu sông Chảy, sông Lô theo phương Tây Bắc-Đông Nam. Ngoài ra còn có các đứt gãy nội đới phương Tây Bắc-Đông Nam, á vĩ tuyến. 2.2.2. Tân kiến tạo Thành phố Hà Nội là một phần thuộc Tây Bắc võng Hà Nội. Trong giai đoạn tân kiến tạo, phía Đông Bắc của võng Hà Nội là vùng nâng cao trung bình và yếu, còn phía Tây Nam là vùng nâng trung bình Theo đặc điểm hoạt động tân kiến tạo Hà Nội có thể phân ra: -Vùng nâng trung bình, yếu là bộ phận đầu mút phía Đông Nam của đới nâng địa luỹ Tam Đảo với độ nâng đạt 300m, tại đây quá trình bóc mòn chiếm ưu thế. Vùng nâng điều hoà là đới chuyển tiếp giữa vùng sụt và vùng nâng Vùng sụt lún tương đối chiếm phần lớn huyện Sóc Sơn và một phần Đông Anh, với biên độ 10mm ở Sóc Sơn và 100-200mm ở thung lũng sông Cầu. Vùng sụt lún trung tâm, giới hạn bởi các đứt gãy sông Lô ở Đông Bắc và đứt gãy sông Chảy ở Tây Nam (như khối sụt Nội Bài, Tây Hồ..) Các đứt gãy kiến tạo trẻ (sông Hồng, sông Lô) và các đứt gãy khác có hướng khác nhau, hoạt động trong giai đoạn tân kiến tạo, biểu hiện địa chất không rõ ràng, hoặc chỉ mang tính cộng hưởng dưới tác động chi phối của các đứt gãy sâu khu vực .  Chương 3 đặc điểm địa chất thuỷ văn Song song với việc nghiên cứu đặc điểm địa chất, việc nghiên cứu đặc điểm địa chất thuỷ văn cũng được tién hành đồng thời nhưng ở mức độ còn hạn chế. Qua tài liệu của nhiều lỗ khoan từ năm 1969 đến nay trong khu vực nội thành và năm huyện ngoài thành, tài liệu địa chất thuỷ văn thu được chỉ gồm: Mực nước ổn định, mực nước xuất hiện trong từng lỗ khoan và kết quả các mẫu thí nghiệm thành phần hoá học tại những điểm định sẵn trong ô mạng các lỗ khoan. Việc quan trắc động thái của nước dưới đất nói chung cũng như việc phân tích thành phần hoá học ,khả năng ăn mòn của nước... trong mỗi tầng chứa nước riêng biệt chưa được nghiên cứu chi tiết và đầy đủ. Trên cở tài liệu địa chất thuỷ văn như vậy nên việc đành giá về địa chất thuỷ văn và ảnh hưởng của nó với công tác xây dựng còn hạn chế. Theo bản đồ địa chất thuỷ văn 1: 50.000 vùng Hà Nội do Liên đoàn Địa Chất Thuỷ văn-Địa chất công trình miền Bắc thành lập thì trong các thành tạo trầm tích Đệ tứ có ba đơn vị chứa nước chủ yếu và phức hệ chứa nước Neogen. 3.1. Tầng chứa nước Holocen (tầng Thái Bình) Thành phần chủ yếu là đất, đá chứa nước là cát pha, cát hạt nhỏ có nơi gặp sạn, sỏi nhỏ. Các thành tạo đất đá này có nguồn gốc aluvi tầng Thái Bình. Mái của tầng chứa nước có lớp cách nước thành phần là sét pha-tầng trên của hệ tầng Thái Bình. Đáy cách nước là các thành tạo sét, sét pha thuộc tầng Hải Hưng. Tầng chứa nước Holocen phân bố rộng rãi trong khu vực nghiên cứu, có thể gặp chúng theo tuyến kéo dài từ khu vực Hồ Tây dọc theo đê sông Hồng xuống phía Nam. ở trung tâm thành phố có thể gặp ở khu vực Bờ Hồ, Chợ Trời, Bách Khoa, Kim Liên, Trung Tự, Kim Giang, Thanh Xuân…bề dày của tầng chứa nước biến đổi khá mạnh từ 3-29m. Trung bình là 14m. Đặc tính thuỷ lực của tầng chứa nước là không áp hoặc có áp nhưng cục bộ và yếu. Hệ số dẫn nước thay đổi từ 200-400m2/ng. Do phân bố gần mặt đất nên chiều sâu mực nước của tầng này thường 2-4m. Kết quả hút nước thí nghiệm trong tầng này cho thấy, phần lớn tỷ lệ lưu lượng nước chảy thay đổi trong khoảng 1-3l/sm. Nguồn cung cấp chính cho các tầng này là nước mưa, nước sông hồ. Bởi vậy động thái của tầng này phụ thuộc khá nhiều vào yếu tố khí tượng thủy văn. Kết quả phân tích thành phần hoá học của nước trong tầng này cho thấy hầu hết nước thuộc loại siêu nhạt, không có khả năng ăn mòn bê tông, kiểu hình hoá học là: Bicacbonat-Canxi-Magiê. 3.2. Tầng chứa nước Pleistocen trên Tầng chứa nước này phân bố dưới tầng chứa nước Holocen. Thành phần đất đá chứa nước chủ yếu là cát pha hạt trung. Phần dưới hay gặp sạn, sỏi nhỏ. Các thành tạo đất đá có nguồn gốc trầm tích aluvi tầng Vĩnh Phúc tàng chứa này có thể gặp hầu hết mọi nơi trong khu vực nghiên cứu. Bề dày của tầng chứa nước thay đổi từ 3-36m, bề dày trung bình khoảng 12m. Đặc tính thuỷ lực tầng chứa nứơc là có áp. Hệ số dẫn nước có nơi đạt 5.103m2/ng. Chiều sâu mực nứơc áp lực của tầng chứa nước này ở khu vực gần sông là 3-4m nằm ở khu vực trung tâm thành phố, đặc biệt là nơi nhiều ảnh hưởng của việc khai thác nước dưới đất. Kết quả hút nước thí nghiệm cho thấy tỷ lưu lượng thay đổi từ 0,8-5,35l/sm. Tài liệu quan trắc đã xác định tầng chứa nước có quan hệ thuỷ lực chặt chẽ với tầng chứa nước bên trên. Nguồn cung cấp nước chủ yếu là do nước sông, hồ và tầng chứa nước bên trên. Qua kết quả phân tích thành phần hoá học cho thấy, nứơc thuộc loại nhạt, độ tổng khoáng hoá TDS Ê 0,5g/l. Biểu diễn theo công thức Cuoclop như sau: Tên nước: Bicacbonat-Clorua-Natri-Canxi. Nước hầu như không có khả năng ăn mòn bê tông. 3.3. Tầng chứa nước Pleistocen Thành phần đất đá chứa nước chủ yếu là cuội, sỏi, sạn có nguồn gốc aluvi-proluvi tầng Hà Nội và Lệ Chi. Tuy nhiên trong thành phần đất đá của tầng chứa nước này thường phát triển các trầm tích sét, sét pha làm cho khả năng chứa nước của tầng không đồng nhất. Bề dày tầng chứa nước thường mỏng ở khu vực như Đông Anh, Sóc Sơn, càng vào trung tâm có xu hướng dày lên, bề dày tầng chứa nước thay đổi từ 3-40m. Các kết quả nghiên cứu cho thấy nguồn cung cấp nước chính cho tầng chứa nước này là từ phía Bắc, từ Sông Hồng và các tầng trên thấm xuống. Độ dẫn nước tại khu vực Hà Nội thay đổi từ 600 m/ngày đến 2900 m/ngày. Hệ số dẫn nước thay đổi từ 2,1-4,5m/ngày, nước thuộc loại nhạt chứa nhiều sắt, độ tổng khoáng hoá TDS Ê 0,5g/l biểu diễn theo công thức Cuoclốp như sau: Tên nước bicacnonat-sunphat-clorua-magiê-canxi. Do trữ lượng nước trong tầng lớn và chất lượng ổn định nên nước trong tầng này được khai thác chủ yếu phục vụ nhu cầu cuộc sống. 3.4. Phức hệ chứa nước Neogen Phân bố khắp vùng nghiên cứu, bao gồm các thành phần trầm tích của hệ tầng Vĩnh Bảo. Các đất đá chứa nước chủ yếu là cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết xám màu, nâu đến sẫm. Thành phần chủ yếu là thạch anh gắn kết yếu. Chiều sâu phân bố từ 43-81,5m có bề dày khoảng 250m. Đây là tầng nghèo nước, không có ý nghĩa cung cấp nước lớn. Kết quả phân tích thành phần hoá học cho thấy: Tổng độ khoáng hoá TDS = 0,38g/l, nước thuộc loại hình Bicacbonat-Natri, công thức Cuôclôp có dạng Nguồn cung cấp cho tầng này chủ yếu là nước mưa và nước của các tầng bên trên. Nhận xét : Việc đánh giá một số điều kiến địa chất thuỷ văn trên chỉ có ý nghĩa định tính, bởi vì mực nước, thành phần hoá học của nước có sự biến đổi khác nhau tuỳ theo khu vực và theo mùa. Vì vậy khi xây dựng công trình, cần phải quan trắc, đo đạc để đánh giá định lượng cho từng công trình cụ thể. chương 4 Các quá trình và hiện tượng địa chất động lực công trình 4.1. Hiện tượng xói lở bờ sông Do hoạt động của các con sông (sông Hồng, sông Đuống) ở thời kỳ già nua mà phát sinh các hiện tượng xâm thực ngang làm cho bờ sông bị sạt lở hay bồi đắp mạnh gây ảnh hưởng trực tiếp tới các công trình xây dựng gần bờ sông. Ngoài ra hiện tượng xói lở bờ sông còn bị làm phức tạp thêm bởi hoạt động khai thác cát xây dựng trên sông Hồng và sông Đuống, cụ thể là tại khu vực Tây Hồ, Thanh Trì và Gia Lâm. 4.2. Hiện tượng lầy úng Hiện tượng lầy úng là kết quả của sự tác động của nước mặt và nước dưới đất ở các vùng trũng, thấp có mực nước dưới đất gần mặt đất. Đất ngập nước bị mềm yếu, gây khó khăn cho công tác khảo sát và xây dựng cụ thể là ở một số xã huyện Thanh Trì. 4.3. Hiện tượng cát chảy Đây là hiện tượng khá phổ biến trong khu vực nghiên cứu. Nguyên nhân là khi khai đào các hố móng công trình, cát bụi bão hoà nước do sự chênh lệch mực áp lực giữa đáy và thành hố móng gây ra hiện tượng cát chảy ảnh hưởng lớn tới tiến độ thi công công trình. 4.4. Hiện tượng lún không đều Hiện tượng này phát sinh trong lúc thi công hoặc sau một thời gian sử dụng công trình, ở một số nơi trong khu vực nghiên cứu, ví dụ như khu vực Thành Công, Giảng Võ là một trong những khu vực điển hình. Nguyên nhân của hiện tượng này liên quan đến cấu trúc nền đất yếu, sự phân bố các lớp phức tạp và không đồng nhất. Do vậy công tác khảo sát địa chất công trình phục vụ cho xây dựng cần thiết phải tỉ mỉ đảm bảo dự báo chính xác được vấn đề lún không đều có thể xảy ra. 4.5. Hiện tượng động đất Trên địa bàn khu vực Hà Nội và các vùng phụ cận, phần lớn các trận động đất mạnh tập trung dọc các đứt gãy chính của trũng Hà Nội như đứt gãy Sông Hồng, Sông Lô. Theo các tài liệu lịch sử quan trắc của các trạm địa chấn trên lãnh thổ Việt Nam đã ghi được hơn 150 trận động đất. Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu từ trước, kết hợp với những tính toán xử lý gần đây, đối với địa phận Hà Nội và các vùng phụ cận có thể phân định các đới phát sinh động đất sau: Vùng phát sinh động đất mạnh nhất liên quan với đứt gãy Sông Hồng với độ mạnh Mmax= 6,2 ± 0,3 độ richter, độ sâu chấn tiêu 15-20km. Vùng phát sinh động đất mức thấp hơn gắn liền với hoạt động đứt gãy Sông Lô. Nhìn chung các quá trình và hiện tượng địa chất liên quan đến hoạt động nội sinh biểu hiện không thường xuyên và không rõ ràng, thường tập trung và chịu sự chi phối của các hoạt động đứt gãy sâu khu vực Tây Bắc. 4.6. Hiện tượng lún do hạ mực nước ngầm Do nhu cầu sử dụng nước ngày càng cao, nên tốc độ khai thác nước ngầm trong những năm gần đây tăng lên đáng kể. Điều đó làm cho mực nước ngầm hạ thấp qúa mức, dẫn tới mặt đất bị lún. Khi mực nước hạ thấp làm tăng áp lực hữu hiệu của công trình xuống nền đất, dẫn đến tăng độ lún tổng của công trình làm cho nhiều công trình bị lún quá mức cho phép, đe doạ sự ổn định lâu dài. Từ năm 1992-1995 Công ty Kinh doanh nước sạch Hà Nội tiếp tục xây dựng thêm các mốc quan trắc tại những nơi bị ảnh hưởng do khai thác nước dưới đất. Kết quả từ năm 1988-1995 cho thấy: Vùng lún mạnh nhất ở phía Nam thành phố với tốc độ lún hơn 20 mm/năm. Vùng lún 10-20mm/năm gồm Hạ Đình, Văn Điển, Cầu Bươu, Cầu Mới, Vọng, Pháp Vân và trung tâm thành phố. Vùng còn lại lún từ 0-10mm/năm Vùng ven sông Hồng không bị lún. 4.7. Hiện tượng ma sát âm Hiện nay giải pháp móng sâu đang ngày càng chiếm ưu thế trong các công trình. Nó đang được hoàn thiện về khả năng và phương pháp thi công đảm bảo được cả mặt kỹ thuật và kinh tế. Khi sử dụng móng sâu như móng cọc đóng, cọc ép, cọc khoan dẫn, khoan nhồi... chiều dài của cọc xuyên qua nhiều lớp đất khác nhau, có tính chịu tải khác nhau. Hiện tượng ma sát âm xảy ra khi độ lún của cọc lớn hơn độ lún của nền đất. Thường xảy ra khi cọc chịu tải trọng lớn tác dụng và xuyên qua lớp đất yếu chưa cố kết. Hiện tượng ma sát âm làm giảm sức chịu tải của cọc, ảnh hưởng lớn đến sự ổn định của công trình. Nhận xét: Từ những đặc điểm về cấu trúc địa chất, địa chất thuỷ văn của thành phố Hà Nội cho thấy nền đất thiên nhiên thành phố rất phức tạp, có sự biến đổi mạnh theo không gian tạo nên sự bất đồng khá cao từ cấu trúc, cấu tạo, đến các đặc trưng cơ lý, đặc tính nén lún. Do đó, đòi hỏi cần phải có những nghiên cứu tỷ mỷ và toàn diện về địa chất công trình nhằm phục vụ cho công tác quy hoạch, xây dựng thành phố hiện đại, bền vững. Chương 5 Các phương pháp nghiên cứu Dự án trung tâm phân phối hàng hoá cảng container Phù Đổng là một dự án lớn của Tổng công ty đường sông miền Bắc. Vì vậy mọi yêu cầu về công tác khảo sát, thí nghiệm do chủ đầu tư quyết định với Tư vấn là Công ty tư vấn xây dựng Cảng - Đường thuỷ. Trên thực tế ở hai giai đoạn nghiên cứu khả thi, thiết kế kỹ thuật đã tiến hành nghiên cứu địa chất công trình bằng các phương pháp sau. 5. 1. Các phương pháp nghiên cứu hiện trường 5. 1.1. Phương pháp khoan thăm dò Công tác khoan thăm dò được tiến hành tại hiện trường bằng thiết bị khoan xoay do Trung Quốc sản xuất với các đặc tính kỹ thuật sau: - Đường kính hố khoan 110mm - Tốc độ quay 60-600 vòng / phút - Đường kính ống chống 110mm - Động cơ 20 KW - Độ khoan sâu tối đa 100m Máy khoan cấu tạo đơn giản, dễ vận chuyển và có thể khoan được trong đất đá từ rất mềm tới rất cứng. Thiết bị gồm một giàn khoan, tời máy, bộ dụng cụ khoan, bơm dung dịch khoan. Trong quá trình khoan có sử dụng dung dịch sét bentonit để chống sập thành lỗ khoan khi cần thiết. 5.1.2. Công tác lấy mẫu Trong quá trình khoan kết hợp lấy mẫu nguyên trạng (đất hạt mịn) và mẫu không nguyên trạng (đất bở rời) * Mẫu nguyên trạng: Khoan đến độ sâu thiết kế, làm sạch đáy hố khoan. Sau đó đưa ống lấy mẫu thành mỏng đường kính 110mm, dài 40cm xuống lỗ khoan. ống lấy mẫu được đưa vào trong đất bằng tạ, sau đó được lấy lên viết phiếu mô tả và bọc kín cẩn thận. Tổng số mẫu lấy được là 115 mẫu. Yêu cầu của mẫu nguyên trạng là giữ nguyên kết cấu, độ ẩm tự nhiên, chúng rất cần thiết cho thí nghiệm cắt, nén cố kết và thấm. * Mẫu không nguyên trạng: Mẫu thu thập khi tiến hành khoan ta chỉ có thể bảo toàn độ ẩm tại chỗ, mẫu không nguyên trạng chủ yếu chủ yếu để nhận biết và mô tả đất ngoài hiện trường, thí nghiệm một số tính chất đất. Khi thu thập mẫu được mô tả, bảo quản, bọc kín bằng nilon. Mẫu không nguyên dạng được lấy bằng ống lấy mẫu bửa đôi khi kết hợp với thí nghiệm SPT. Tổng số mẫu lấy được là 118 mẫu. 5.1.3. Phương pháp thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT Cùng với công tác khoạn, thí nghiệm SPT được tiến hành theo yêu cầu kể từ độ sâu 3m trở đi cứ 2m độ sâu thí nghiệm SPT một lần. Tổng số thí nghiệm SPT là 118 lần. Nguyên lý chung của phương pháp này là đóng một ống lấy mẫu đã được tiêu chuẩn hoá (đường kính ngoài 50,8 ± 1,3mm, đường kính trong 38,1±1,3mm ) vào trong đất tại các độ sâu đã định sẵn trong các lỗ khoan bằng tạ tiêu chuẩn có khối lượng 63,5kg với chiều cao rơi tự do là 76cm cho ống rơi để ống ngập sâu trong đất 15cm. Búa tiếp tục đập và đếm số nhát búa để ống ngập sâu thêm 30cm, kết quả số lần đập để ống ngập sâu 30cm được xem là giá trị SPT. Từ trị số SPT ta có thể phân loại đất hạt mịn, đất rời, kết cấu, trạng thái, sức chịu tải nền đất (bảng 5.1 và 5.2) Bảng 5.1. Phân loại trạng thái đất rời theo giá trị SPT Tri số SPT Kết cấu 0-4 Rất rời 4-10 Rờ._.