Nghiên cứu đánh giá điều kiện địa chất công trình phục vụ xây dựng nhà cao tầng khu vực Huyện Quốc Oai Hà Nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN









Bùi Thị Liên



NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG
TRÌNH PHỤC VỤ XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG KHU VỰC
HUYỆN QUỐC OAI, HÀ NỘI




LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2012

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN







Bùi Thị Liên



NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG
TRÌNH PHỤC VỤ XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG KHU VỰC
HUYỆN QUỐC OAI, HÀ NỘI




Chuyên ngành: Địa chất học

Mã số: 60.44.55



LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC



NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS ĐỖ MINH ĐỨC







Hà Nội – Năm 2012

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT……… ………………………………… ii
DANH MỤC ẢNH…………………………… …………………………………iii
DANH MỤC BẢNG…………………………… ……………………………… iv
DANH MỤC HÌNH…………………………… …………………………………v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT…………………… ……………………………vi
MỞ ĐẦU………………………………………… ……………………………….1

Chương 1: ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC
HUYỆN QUỐC OAI ……………………………………………… 3
1.1. Điều kiện tự nhiên … ………………………………………….…… 3
1.1.1. Vị trí địa lý……… ………………………………………………… 3
1.1.2. Khí Hậu……………… ………………………………………………4
1.1.3. Mạng lưới thủy văn…… …………………………………………… 4
1.2. Kinh tế xã hội……………. .………………………………………… 5
1.2.1. Kinh tế…… …………… ………………………………………… 5
1.2.2. Xã hội……………………… ……………………………………… 8
Chương 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KHU VỰC HUYỆN QUỐC OAI
2.1. Đặc điểm địa hình - địa mạo ………… ……………………….……11
2.1.1. Kết quả phân tích bản đồ địa hình và ảnh viễn thám 11
2.1.2. Kết quả nghiên cứu địa hình Karst 13
2.2. Cấu trúc địa chất……………………… ………………………… 15
2.2.1. Địa tầng………………… ………… …………………………… 15
2.2.2 Đặc điểm thạch học………………… …………………………… 19
2.3.3. Đặc điểm nứt nẻ đá gốc…………… …………………………………27
2.2.4. Đứt gãy và các đới xiết trượt……… ……………………………… 28
2.3. Địa chất thủy văn: 30
2.3.1. Tầng chứa nước Holocen (qh)……… . ………………………………31
2.3.2. Tầng chứa nước Pleitocen (qp)…… …………………………………31
2.3.3. Tầng chứa nước Neogen (N)………………………………………….31
2.3.4. Tầng chứa nước khe nứt – karst………………………………………32

iii


2.4. Tính chất cơ lý của đất đá 33
2.5. Các quá trình địa động lực công trình 40
Chương 3: CÁC VẤN ĐỀ VỀ KHẢO SÁT, THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG XÂY

DỰNG NHÀ CAO TẦNG TRÊN VÙNG KARST………………………… 45
3.1. Khái quát về quá trình karst 45
3.2. Khảo sát địa chất công trình trên vùng karst 50
3.3. Thiết kế và thi công xây dựng nhà cao tầng trên vùng karst 53
3.3.1. Khái niệm nhà cao tầng 53
3.3.2. Các vấn đề về thiết kế và thi công xây dựng nhà cao tầng 53
Chương 4: CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN XÂY
DỰNG NHÀ CAO TẦNG KHU VỰC HUYỆN QUỐC OAI VÀ KIẾN NGHỊ GIẢI
PHÁP KHẮC PHỤC………………… 56
4.1.1. Hiện tượng ma sát âm liên quan đến lún mặt đất 56
4.1.2. Nguy cơ sụt hang ngầm và các sự cố khi thi công hố đào 59
4.1.3. Một số khó khăn trong công tác khảo sát, thiết kế và thi công xây dựng
công trình trên vùng karst 60
4.2. Đề xuất giải pháp phục vụ cho việc thiết kế, thi công xây dựng công trình
nhà cao tầng. 61
KẾT LUẬN 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO 69
PHỤ LỤC 70

iv



DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Thành phần khoáng vật tại điểm khảo sát xã Sài Sơn ……………… 20
Bảng 2.2. Thành phần khoáng vật tại điểm khảo sát thị trấn Quốc Oai………… .21
Bảng 2.3. Thành phần khoáng vật tại điểm khảo sát xã Đồng Quang ………… 23
Bảng 2.4. Cao độ gặp lớp đá vôi ………………………………………………….31
Bảng 2.5. Cao độ gặp mặt đá và hang Karst trong các lỗ khoan ……………… 39
Bảng 3.1. Các giai đoạn khảo sát trên khu vực karst ………………………….…52

v


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ Khu vực huyện Quốc Oai 3
Hình 1.2. Quy hoạch chung xây dựng thủ đô Hà Nội 7
Hình 2.1. Dấu vết dòng sông cổ trên ảnh vệ tinh…………… . …………………… 10
Hình 2.2. Ca rư phát triển nghiêng theo hướng của lớp đá vôi… . ……………… 12
Hình 2.3. Cửa động Hoàng Xá …… . ………………………………………… …14
Hình 2.4. Bản đồ địa chất huyện Quốc Oai 15
Hình 2.5. Sơ đồ khảo sát thực địa khu vực xã Sài Sơn 19
Hình 2.6. Sơ đồ khảo sát thực địa khu vực thị trấn Quốc Oai 20
Hình 2.7. Sơ đồ khảo sát thực địa xã Đồng Quang 24
Hình 2.8. Đá vôi bị phân cắt mạnh bởi các hệ khe nứt ………………………… 26
Hình 2.9. Sơ đồ đứt gãy và các đới xiết trượt 23
Hình 2.10. Tại đới xiết trượt khe nứt phát triển với mật độ cao ………………… 28
Hình 2.11. Tại trung tâm đới xiết trượt đá bị nghiền vun, mềm, bở rời ………… 24
Hình 2.12. Bản đồ địa chất thủy văn huyện Quốc Oai 30
Hình 2.13. Bản đồ địa chất công trình khu vực huyện Quốc Oai 33
Hình 3.1. Hang động Harrison thuô
̣
c hòn đảo Caribê 45
Hình 3.2. Động Phong Nha - K Bàng 46
Hình 4.1: Đất đắp gây ra ma sát âm 57
Hình 4.2. Hình thành hang ngầm trong lớp đất yếu 59

1
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây quá trình đô thị hóa ở Hà Nội diễn ra rất nhanh,
đặc biệt là việc xây dựng các công trình nhà cao tầng, điều này đã mang một diện
mạo mới cho thủ đô. Bên cạnh đó vấn đề thách thức cho nghành xây dựng cũng đã
được đặt ra trong đó có vấn đề quy hoạch xây dựng và chất lượng các công trình
xây dựng. Để nâng cao hiệu quả trong công tác xây dựng, công tác khảo sát địa chất
công trình phải đi trước một bước.
Huyện Quốc Oai nằm ở phía Tây thành phố Hà Nội, cách trung tâm thành
phố khoảng 20km. Khu vực được giới hạn trong tọa độ địa lý: 20
0
54’ đến 21
0
04’ vĩ
độ bắc đến 105
0
43’50’’ kinh độ đông. Phía Đông giáp huyện Đan Phượng, huyện
Hoài Đức; phía Tây giáp tỉnh Hòa Bình; phía Nam giáp huyện Chương Mỹ và phía
Bắc giáp huyện Thạch Thất và huyện Phúc Thọ. Diện tích: 147,01 km2.
Theo Quy hoạch chung xây dựng thủ đô Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn
đến 2050, trên địa bàn huyện Quốc Oai có: khu Công nghệ cao Hòa Lạc, các khu đô
thị (chủ yếu dọc hai bên trục đường Láng Hòa Lạc), các khu sinh thái nông nghiệp,
dịch vụ du lịch, các cụm công nghiệp vừa và nhỏ và các trung tâm vui chơi giải trí
phát triển ở ven đê sông Đáy.
Xuất phát từ thực tế đó, đề tài “Nghiên cứu, đánh giá điều kiện địa chất
công trình phục vụ xây dựng nhà cao tầng khuc vực huyện Quốc Oai, Hà Nội” là
cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn trong việc xây dựng các công trình nhà cao tầng
hiện nay ở huyện Quốc Oai.
Mục tiêu
Mục tiêu của đề tài là làm sáng tỏ điều kiện và các vấn đề địa chất công trình

liên quan đến xây dựng các công trình nhà cao tầng ở các khu vực trọng điểm huyện
Quốc Oai và đề xuất các giải pháp khắc phục.
Nội dung
- Nghiên cứu, phân tích đặc điểm điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội huyện
Quốc Oai;

2
- Nghiên cứu các đặc điểm địa chất công trình (địa hình - địa mạo, cấu trúc
địa chất, tính chất cơ lý của đất đá, địa chất thủy văn, các quá trình và hiện tượng
địa chất động lực công trình);
- Các vấn đề về khảo sát, thiết kế và thi công xây dựng ở khu vực Quốc Oai;
- Đề xuất các giải pháp hợp lý để phục vụ công tác thiết kế, thi công xây
dựng các công trình nhà cao tầng trên địa bàn huyện Quốc Oai.
Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu tập trung ở các khu vực trọng điểm là nơi có mật độ dân cư
cao; nằm trong khu quy hoạch xây dựng các công trình dịch vụ, thương mại, văn phong,
nhà ở; nơi đã và đang xảy ra các tai biến địa chất. Cụ thể là xã Yên Sơn, xã Ngọc Mỹ, xã
Thạch Thán, thị trấn Quốc Oai, vùng phụ cận diện tích 10 km
2
, khối núi đá vôi xã Sài
Sơn, dải đồi phun trào xã Đồng Quang và xã Cộng Hòa, khối đá vôi Chùa Trầm.
Cơ sở tài liệu
Luận văn được hoàn thành trên cơ sở các tài liệu chủ yếu của Trường Đại
học khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, Báo cáo kết quả khảo sát địa chất
công trình dự án Khu đô thị sinh thái và trung tâm thương mại Quốc Oai của Công
ty tư vấn khảo sát và thiết kế CDIC. Báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình dự
án đầu tư mở rộng và hoàn thiện đường láng – hòa lạc của Công ty cổ phần tư vấn
xây dựng Vinaconex và một số tài liệu khác.
Bố cục của luận văn
Luận văn không kể phần mở đầu và kết luận gồm 4 chương chính như sau:

Chương 1: Điều kiện địa lý tự nhiên và kinh tế - xã hội khu vực huyện Quốc Oai.
Chương 2: Đặc điểm địa chất công trình khu vực huyện Quốc Oai.
Chương 3: Các vấn đề về khảo sát, thiết kế và thi công xây dựng nhà cao
tầng trên vùng karst.
Chương 4: Các vấn đề địa chất công trình liên quan đến xây dựng nhà cao
tầng khu vực huyện Quốc Oai và kiến nghị giải pháp khắc phục.
Luận văn được thực hiện tại Khoa Địa chất, Trường Đại học khoa học tự
nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đỗ Minh Đức.

3
CHƢƠNG I
ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC HUYỆN
QUỐC OAI
1.1. Điều kiện tự nhiên
1.1.1. Vị trí địa lý
Huyện Quốc Oai nằm ở phía Tây thành phố Hà Nội, cách trung tâm thành
phố khoảng 20km, có diện tích 147,01 km
2
. Khu vực được giới hạn trong tọa độ địa
lý: 20
0
54’ đến 21
0
04’ vĩ độ bắc, 105
0
30
’
đến 105
0
43’50’’ kinh độ đông. Phía Đông

giáp huyện Đan Phượng, huyện Hoài Đức; phía Tây giáp tỉnh Hòa Bình; phía Nam
giáp huyện Chương Mỹ và phía Bắc giáp huyện Thạch Thất và huyện Phúc Thọ
(hình 1.1).
Quốc Oai hiện có 21 đơn vị hành chính trực thuộc gồm thị trấn Quốc Oai và
20 xã Phú Mãn, Phú Cát, Hòa Thạch, Tuyết Nghĩa, Đồng Yên, Liên Tuyết, Ngọc
Liệp, Ngọc Mỹ, Cấn Hữu, Nghĩa Hương, Thạch Thán, Đồng Quang, Sài Sơn, Yên
Sơn, Phượng Cách, Tân Hòa, Tân Phú, Đại Thành, Cộng Hòa, Đông Xuân.

Hình 1.1. Sơ đồ khu vực huyện Quốc Oai

4
1.1.2. Khí hậu
Quốc Oai có khí hậu đặc trưng của đồng bằng Bắc Bộ, với đặc điểm của khí
hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, mùa hè nóng, mưa nhiều và mùa đông lạnh, ít mưa.
Thuộc vùng nhiệt đới, Quốc Oai quanh nǎm tiếp nhận lượng bức xạ Mặt trời rất dồi
dào và có nhiệt độ cao. Hà Nội nói chung và Quốc Oai nói riêng có độ ẩm và lượng
mưa khá lớn, trung bình 114 ngày mưa một năm. Một đặc điểm rõ nét của khí hậu
là sự thay đổi và khác biệt của hai mùa nóng, lạnh. Mùa nóng kéo dài từ tháng 5 tới
tháng 9, kèm theo mưa nhiều, nhiệt độ trung bình 28,1 °C. Từ tháng 11 tới tháng 3
năm sau là khí hậu của mùa đông với nhiệt độ trung bình 18,6 °C. Cùng với hai thời
kỳ chuyển tiếp vào tháng 4 và tháng 10, nơi đây có đủ bốn mùa xuân, hạ, thu và đông.
Do đặc điểm địa hình, địa mạo, Quốc Oai có 2 tiểu vùng khí hậu khác nhau:
+ Vùng đồng bằng phía đông sông Tích độ cao chủ yếu dưới 10 m, mang đặc
điểm khí hậu đồng bằng.
+ Vùng gò đồi nằm ở phía tây sông Tích, độ cao trung bình 15-50m, khí hậu
ôn hòa hơn so với vùng đồng bằng.
1.1.3. Mạng lƣới thủy văn
Trên địa bàn huyện có 2 con sông chảy qua là sông Đáy và sông Tích. Chế
độ thủy văn của huyện phụ thuộc vào sông Hồng, sông Đáy, sông Tích và nhiều ao
hồ khác. Sông Hồng tuy không chảy qua địa phận Quốc Oai nhưng mực nước sông

Hồng ảnh hưởng trực tiếp đến việc tưới tiêu cho hơn 1000 ha ở vùng ven sông Đáy.
Nếu nước sông Hồng lên cao phân lũ qua sông Đáy thì vùng ven Đáy khó khăn
trong việc tiêu nước.
+ Sông Đáy là phân lưu phía hữu ngạn của sông Hồng, chảy qua địa phận
huyện Quốc Oai 15 km, độ uốn khúc của sông lớn, bị bồi lấp mạnh. Sông Đáy hoàn
toàn bị chặn chỉ khi phân lũ mới được mở cửa tiêu nước cho sông Hồng, lưu lượng
phân lũ lớn Qmax = 5000m
3
/s. Đây chính là nguyên nhân của hiện tượng bồi lấp và
xói lở dòng sông Đáy. Hiện tại sông Đáy là nguồn cung cấp nước tưới tiêu quan
trọng cho đồng ruộng của huyện.

5
+ Sông Tích (còn gọi là sông Tích Giang) - phụ lưu cấp I của sông Đáy, chảy
qua địa phận Quốc Oai 18 km. Sông Tích có độ dốc lưu vực và độ dốc khá lớn, có
thể gây hiện tượng lũ lụt, ảnh hướng đến tiêu úng của huyện.
1.2. Kinh tế xã hội
1.2.1. Kinh tế
Quốc Oai là một huyện nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền núi và đồng
bằng, có tuyến giao thông trọng yếu chạy qua là đường Láng-Hòa Lạc nên có nhiều
lợi thế phát triển các khu đô thị và công nghiệp.
Khai thác lợi thế trên địa bàn huyện, những năm gần đây, cơ cấu kinh tế
huyện Quốc Oai đang chuyển dịch theo hướng tích cực, dần dần hòa vào quá trình
công nghiệp hóa, hiện đại hóa đang diễn ra sôi động trên khắp đất nước.
Những năm qua, huyện chủ trương chú trọng chuyển đổi cơ cấu nông nghiệp
theo hướng hiệu quả bền vững, phá bỏ thế độc canh cây lúa, tiến tới đa canh để
thích ứng với địa hình đa dạng của địa phương nhằm phát triển những mô hình nông
nghiệp khác nhau, gắn với thế mạnh của từng vùng, tạo hiệu quả kinh tế cao nhất.
Trong đó vùng ven sông chủ yếu phát triển cây ăn quả, rau màu, chăn nuôi bò sữa;
vùng đồng bằng trung tâm tập trung phát triển cây lương thực mà lúa là cây trồng

chủ đạo và một số cây khác.
Bên cạnh đó, công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp cũng được chú trọng hơn,
song đa số vẫn sản xuất theo quy mô nhỏ. Tuy nhiên, đây sẽ là ngành kinh tế phát
triển rất mạnh trong tương lai gần khi một loạt các dự án xây dựng cụm công
nghiệp, khu công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp được triển khai và đi vào hoạt động.
Định hướng phát triển của Quốc Oai trong những năm tới là đẩy mạnh
chuyển dịch cơ cấu kinh tế, từng bước xây dựng nền kinh tế địa phương theo hướng
công nghiệp hóa, hiện đại hóa trên cơ sở giữ vững tốc độ tăng trưởng của ngành
công nghiệp địa phương và lĩnh vực dịch vụ - du lịch.
Tuy vậy, mũi nhọn thực sự đem lại nhiều hứa hẹn cho Quốc Oai trong tương
lai phải là công nghiệp. Đường cao tốc Láng – Hòa Lạc đã được khai thông, chạy
cắt ngang 4 xã phía Bắc của Quốc Oai với chiều dài 9 km đã mở ra cho Quốc Oai

6
cơ hội rất lớn để phát triển đồng đều mọi mặt của đời sống kinh tế - xã hội, trong đó
có công nghiệp.
Theo Quy hoạch chung xây dựng thủ đô Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn
đến 2050, trên địa bàn huyện Quốc Oai có các khu: khu Công nghệ cao Hòa Lạc,
các khu đô thị (chủ yếu dọc hai bên trục đường Láng Hòa Lạc), các khu sinh thái
nông nghiệp, dịch vụ du lịch, các cụm công nghiệp vừa và nhỏ, các trung tâm vui
chơi giải trí phát triển ở ven đê sông Đáy; các vùng bảo tồn và phát huy giá trị di
tích lịch sử - văn hoá ven sông Tích và dọc đê Hữu sông Đáy. Diện tích đất nằm
trong khu đô thị sinh thái Quốc Oai là 1.750 ha, khu đô thị vệ tinh Hòa Lạc 2.250
ha. Hiện nay có khoảng hơn 30 dự án đầu tư trên địa bàn huyện chiếm diện tích
hơn 4000 ha (hình 1.2 và 1.3).


7

Hình 1.2. Quy hoạch chung xây dựng thủ đô Hà Nội

8

Hình 1.3. Quốc Oai trong Quy hoạch chung xây dựng thủ đô Hà Nội
1.2.2. Xã hội
Trước đây Quốc Oai thuộc tỉnh Hà Tây, từ ngày 1/8/2008, toàn bộ tỉnh Hà
Tây được sáp nhập vào Hà Nội theo Nghị quyết của kỳ họp thứ ba Quốc hội khóa
12 ngày 29/5/2008. Theo đó, huyện Quốc Oai thuộc Hà Nội.
Những năm gần đây cùng với sự phát triển kinh tế, lĩnh vực văn hóa xã hội
của huyện cũng đạt được nhiều thành tựu đáng kể, cuộc sống của người dân Quốc
Oai ngày càng được cải thiện cả về vật chất lẫn tinh thần. Năm 2009 đã có 25.195
đối tượng chính sách được cấp thẻ bảo hiểm y tế; 153 hộ nghèo được hỗ trợ xây
dựng lại nhà bị xuống cấp, hư hỏng.
Công tác y tế, chăm sóc sức khỏe nhân dân được chú trọng, toàn huyện có
16/21 trạm y tế xã được công nhận chuẩn Quốc gia.
Trên địa bàn huyện Quốc Oai có hơn 150 di tích lịch sử - văn hóa, trong đó
có 32 di tích đã được nhà nước xếp hạng. Đặc biệt quần thể di tích, danh thắng
Chùa thầy là một điểm du lịh hấp dẫn, mỗi năm thu hút hàng chục vạn lượt khách
tham quan, vãn cảnh.

9
Sự nghiệp giáo dục – đào tạo có những bước tiến đáng kể với số học sinh tốt
nghiệp các trường cao đẳng, đại học đạt trên 20%. 100% xã, thị trấn đã hoàn thành
phổ cập trung học cơ sở, 4 trường được công khai đạt chuẩn quốc gia.
Mạng lưới trường lớp được đầu tư xây dựng. Ủy ban Nhân dân huyện đã phê
duyệt phân bổ nguồn vốn kích cầu 25 dự án xóa phòng học tạm với tổng kinh phí
97,6 tỷ đồng.

10
CHƢƠNG II

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KHU VỰC HUYỆN
QUỐC OAI
2.1. Đặc điểm địa hình - địa mạo
Quốc Oai là một huyện nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền núi và đồng
bằng, bị chia cắt bởi hệ thống sông ngòi nên địa hình khá phức tạp.
Địa hình thấp dần theo hướng từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông với
độ cao trung bình từ 5 đến 20 mét so với mực nước biển. Nhờ phù sa bồi đắp, phần
diện tích tự nhiên của Quốc Oai chủ yếu là đồng bằng, còn lại một phần nhỏ diện
tích đồi núi.
Trong phạm vi nghiên cứu ở khu vực thị trấn Quốc Oai, vùng phụ cận diện
tích 10 km
2
, khối núi đá vôi xã Sài Sơn, dải đồi phun trào xã Đồng Quang và xã
Cộng Hòa, khối đá vôi Chùa Trầm có một số đặc điểm sau:
2.1.1. Kết quả phân tích bản đồ địa hình và ảnh viễn thám
- Địa hình dòng sông chảy
Toàn bộ địa hình bề mặt đồng bằng hiện nay ở khu vực Quốc Oai và lân cận
đều mới được hình thành gần đây và do sự bồi đắp phù sa của hệ thống Sông Hồng
xảy ra trong quá trình biển lùi sau khi đạt cực đại vào 6000 năm trước ở độ cao 4,0
– 4,5 m so với mực nước biển hiện nay và tương đối ổn định trong khoảng từ 6000
đến 4500 năm trước.
Trong quá trình biển lùi, các hoạt động của sông dần chiếm ưu thế và đã bồi
đắp nên bề mặt đồng bằng hiện nay. Trong quá trình bồi đắp, hệ thống Sông Hồng
đã để lại dấu tích của mình là các bãi bồi và lòng sông cổ. Các thành tạo này còn
quan sát được khá rõ trong vùng nghiên cứu, cũng như được thể hiện rõ trên ảnh
viễn thám.
+ Địa hình bãi bồi: Ngoài các khối đá vôi nhô cao (núi đá động Hoàng Xá)
và đồi cao thuộc dãy địa hình nổi cao chạy từ xã Đồng Quang đến xã Ngọc Hòa
(huyện Chương Mỹ), địa hình bãi bồi chiếm hầu hết diện tích vùng nghiên cứu. Độ
cao đạt 4 -5 m đến 8,6 – 9 m so với mực nước biển. Bề mặt tương đối bằng phẳng

11
và được chia ra hai phân rõ rệt: phần phía đông nan thị trấn Quốc Oai cho đến Sông
Đáy với địa hình bằng phẳng có độ cao khoảng 7 – 9 m, còn phần phía tây nam thị
trấn Quốc Oai có địa hình thấp hơn, với độ cao khoảng 4,6 đến 5 m. Địa hình ở hai
phần có xu hướng thấp dần từ bắc xuống nam. Ranh giới giữa hai phần địa hình là
đê sông Đáy. Địa hình có sự chênh lệch cao, có lẽ liên quan đến quá trình bồi tụ và
ảnh hưởng của đê. Trầm tích cấu tạo nên địa hình bồi tụ là cát bột có màu xám nâu.
Hiện nay, địa hình này được sử dụng để canh tác, chủ yếu là trồng lúa và đất ở. Sở
dĩ gọi là bãi bồi, bởi vì nó sẽ bị ngập nước vào mùa mưa lũ, nếu như không có hệ
thống đê sông đã được bắt đầu xây dựng ở Việt Nam từ hàng ngàn năm trước. Vì
thế theo cách gọi của người Việt Nam, thì đây là bãi bồi trong để phân biệt với bãi
bồi ngoài đê nằm gần sông hơn và thương xuyên bị thay đổi mỗi khi có lũ.
+ Lòng sông cổ: Đó là những dải trũng kéo dài hoặc các hồ ao còn quan sát
được trên bản đồ địa hình, ảnh viễn thám cũng như trên bề mặt hiện nay. Đó là các
ao hồ tù đọng được sử dụng trồng rau muống, thả bèo nằm sát ngay đường vào thị
trấn từ phía tây – bắc và hiện hiện nay đã bị thu hẹp đáng kể so với 5 – 10 năm
trước.

Hình 2.1. Dấu vết dòng sông cổ trên ảnh vệ tinh [6]
Một số đoạn sông cổ khác, hiện nay chỉ còn là các dải ruộng trũng được nhận
biết khá rõ trên ảnh viễn thám, chẳng hạn dải trũng phía ngoài đê Sông Đáy, dải

12
ruộng trũng phía đông – nam khối đá vôi Hoàng Xá (từ Đình Tổ đến yên Nội) v.v
thậm chí cả một đoạn sông dài, nhưng hiện không hoạt động do tác động của con
người. Đó là đoạn sông uốn khúc ngoằn ngèo chạy bao quanh phía tây – bắc thị trấn
Quốc Oai thuộc xã Ngọc Mỹ và lân cận
- Địa hình nhân sinh
Các công trình xây dựng, đường giao thông, cầu cống v.v là các dạng địa

hình do con người tạo ra. So sánh hai thế hệ ảnh viễn thám 2002 và 2008 cho thấy
phạm vi không gian của thị trấn Quốc Oai hầu như không thay đổi. Thực tế gần
phạm vi thị trấn, dọc trục đường Láng – Hòa Lạc hiện ra quá trình đô thị hóa mãnh
mẽ. Quá trình này đã và đang diễn làm cho diện mạo của thị trấn Quốc Oai có
những thay đổi đáng kể.
2.1.2. Kết quả nghiên cứu địa hình Karst
Địa hình Karst được phân bố ở hai địa điểm là chùa Thày thuộc xã Sài Sơn
và động Hoàng Xá thuộc thị trấn Quốc Oai. Đây chỉ là những khối đá vôi sót có tuổi
trước Kainozoi nhô lên trên bề mặt đồng bằng tích tụ tuổi Đệ tứ. Vì vậy sự chuyển
tiếp giữa bề mặt đồng bằng sang các khối đá vôi đều bằng các vách dốc đứng. Điều
đó cho thấy sự chênh lệch về thời gian thành tạo giữa hai loại địa hình này là quá
dài. Các khối đá vôi này có diện tích không lớn, nhưng trên mỗi khối đều phát triển
đầy đủ các dạng địa hình karst bao gồm cả trên mặt lẫn karst ngầm.
+ Karst mặt:
Mặc dù không điển hình, nhưng một số dạng địa hình karst trên mặt được
hình thành do hòa tan (ca rư). Quan sát được ở hai vị trí, điển hình hơn là ở Sài Sơn.
Địa hình ca rư có kích thước vừa phải và nằm nghiêng theo hướng cắm của các lớp
đá vôi gặp ở Sài Sơn.

13

Hình 2.2. Ca rư phát triển nghiêng theo hướng của lớp đá vôi [6]
+ Karst ngầm:
Hang động
Tại cả 2 vị trí có đá vôi đều gặp hang động. Đó là hang Cắc Cớ ở khối núi
Sài Sơn và động Hoàng Xá ở khối núi đá vôi Hoàng Xá. Tại đây, có thể gặp 2 mực
phân bố của hang là 15 – 20 và 4 – 5 m. Tuy nhiên, hai mực cửa hang này không có
liên quan gì về tuổi và môi trường thành tạo. Các hang ở mực cao có thể đã được
hình thành từ lâu, có thể trước cả Đệ tứ. Bởi vì, cả hai khối đá vôi này đều phân bố
trong phạm vi huyện Quốc Oai và nằm trên vùng trũng Hà Nội bị sụt lún liên tục

trong suốt Kainozoi. Điển hình cho các mực cửa hang này là ở khối Hoàng Xá.
- Động Hoàng Xá nằm trên khối núi đá vôi cao khoảng 58,6 m cùng tên
thuộc thị trấn Quốc Oai. Cửa động nằm ở độ cao khoảng 15 m so với bề mặt đồng
bằng hiện nay.

14

Hình 2.3. Cửa động Hoàng Xá [6]
- Hang Hàm ếch: chỉ quan sát được ở chân khối núi đá vôi Hoàng Xá. Đó là
các vết lõm sâu vào khối đá vôi. Kích thước các vết lõm này không lớn nhưng tạo
thành một dải khá liên tục và trên cùng một độ cao cách mặt ruộng hiện nay khoảng
1,5 – 2,0 m. Nhưng do làm đường lên động, nên các hang hàm ếch này nằm ngang
với mặt đường. Điều đó cho thấy rằng, các hang hàm ếch mới được hình thành
trong thời gian rất gần đây liên quan với mực nước cao hơn hiện nay. Các hang hàm
ếch đã được hình thành khi mực nước tương đối ổn định tại vị trí mà chúng được
tìm thấy hiện nay. Điều này giống như các hang hàm ếch đang được hình thành ở
vịnh Hạ Long hiện nay.
2.2. Cấu trúc địa chất
2.2.1. Địa tầng
Về phương diện địa chất vùng này nằm ở rìa trũng Sông Hồng, có cấu tạo hai
tầng: Tầng móng gồm các thành tạo phun trào thuộc hệ tầng viên nam (T
1
vn), hệ
tầng Tân Lạc (T
1olt
) và thành tạo cacbonat hệ tầng Đồng Giao (T
2a đg
). Tầng móng bị
các đứt gãy phân cắt ra các khối tảng và sụt lún yếu trong tân kiến tạo. Tầng phủ
chủ yếu cấu tạo từ các trầm tích Đệ tứ thuộc các hệ tầng Vĩnh Phúc, Thái Bình với

bề dày không lớn (từ 38 đến 65m) gắn kết yếu (hình 2.4). Các hệ tầng phân chia từ
cổ đến trẻ như sau:

15

Hình 2.4. Bản đồ địa chất huyện Quốc Oai
● Hệ tầng Viên Nam (T
1
vn): Diện lộ khoảng 110 km
2
, phân bố chủ yếu ở
phía tây của huyện. Thành phần thạch học chủ yếu bao gồm các đá phun trào bazan,
spilit có lẫn tù, đá phiến sét, đá vôi phân lớp. Mặt cắt chuẩn của hệ tầng được chỉ
định là mặt cắt từ núi Viên Nam đến làng Cổ Đông do Hồ Trọng Tý mô tả gồm 4
tập:

16
1. Basal, basalt porphyr màu xám lục sẫm và tuf của chúng: dày 250m.
Basalt thường có cấu tạo hạnh nhân lấp đầy chlorit, calcit và thạch anh.
2. Basalt porphyr, tuf aglomerat màu xám lục nhạt; dày 170 – 200 m.
Mảnh tuf trong aglomerat có kích thước khác nhau gắn kết lại bằng tuf hạt
mịn.
3. Basal olivin, basal porphyr xen với tuf màu luc, xám lục có cấu trúc hạnh
nhân không đều; dày 150 m.
4. Basalt porphyr xám lục sẫm xen cát kết chứa tuf phân lớp dày, màu xám
sáng; dày 200 m. Tập này có dấu hiệu chuyển tiếp lên các lớp chứa hóa thạch
Olenec của hệ tầng Cò Nòi, quan sát được ở bến phà Phương Lâm đi sang thị xã
Hòa Bình.
Bề dày chung của hệ tầng đạt khoảng 770 – 800 m.
● Hệ tầng Tân Lạc (T

1olt
): Diện phân bố hẹp với chiều dài khoảng vài km,
chiều ngang khoảng vài trăm mét. Hệ tầng không lộ ra liên tục mà có chỗ bị các
trầm tích trẻ hơn phủ lên trên. Thành phần thạch học: các đá gốc núi lửa, cuội kết,
cát kết tuf, spilit màu nâu đỏ, nâu tím, dày khoảng 900m.
Cấu trúc mặt cắt của hệ tầng khá đồng nhất, gồm 3 phần từ dưới lên như sau:
- Phần thấp: cuội kết xen cát kết, bột kết tuf màu đỏ nâu, xám phớt vàng,
phớt tím. Cuội kết có xi măng là phun trào bazo. Các hạt cuội gồm đá bazan, thạch
anh, cát kết, bột kết, đá vôi. Dày khoảng 400m.
- Phần giữa: bột kết mầu nâu đỏ, đá phiến sét màu đen phân lớp mỏng với
vài lớp đá phiến sét, tuf màu tím đỏ nâu. Dày 270m.
- Phần trên: đá phiến sét chuyển lên sét vôi màu xám xen kẽ với đá vôi chứa
sét; trên mặt lớp thường có kết vón hình giun, đá phiến màu đen xen bột kết màu
xám. Dày 220m.
Hệ tầng Tân Lạc nằm bất chỉnh hợp trên hệ tầng Yên Duyệt và các đá cổ
hơn. Về phía trên nó chuyển tiếp lên đá vôi hệ tầng Đồng Giao.
● Hệ tầng Đồng Giao (T
2a đg
):

17
Phân bố ở địa bàn thị trấn Quốc Oai và xã Sài Sơn. Diện lộ nhỏ tạo thành
những dải hẹp. Cấu tạo nên chúng là các trầm tích đá vôi màu xám tro, xám trắng
phân lớp dày hoặc dạng khối. Các đá bị hoạt động karst tạo nên những hang động kì
thú. Dày trên 1000m. Điển hình là núi chùa Thầy xã Sài Sơn và động Hoàng Xá thị
trấn Quốc Oai.
Dựa vào thành phần thạch học, hệ tầng được chia ra làm 2 phân hệ tầng từ
dưới lên trên như sau:
+ Phần hệ tầng dưới (T
2

a đg1): các đá vôi sét, đá vôi phân lớp mỏng, màu
đen phớt lục, đôi lớp chứa sét, hạt mịn giòn, dễ tách theo mặt lớp chuyển từ từ lên
đá vôi chứa silic, đá vôi xám giòn, hạt mịn, phân lớp dày từ 10-30m.
+ Phần hệ tầng trên (T
2
a

đg2): đá vôi màu xám tro, xám sáng, xám trắng,
phân lớp dày, đôi nơi chứa silic, nhiều lớp bị hoa hóa hoặc đôlômit hóa, chuyển dần
lên đá vôi xám trắng, sạch, hạt mịn, phân lớp dày hoặc dạng khối. Dày 300-400m.
Biểu hiện rõ nhất ở khu vực Quốc Oai là khu vực núi Chùa Thầy cao khoảng 100m,
đá phân cách thành khối lớn hoa hóa và dăm kết kiến tạo.
● Hệ tầng Hà Nội (Q
1
2-3
hn): Có diện phân bố rộng rãi trên vùng đồng bằng,
lộ ra ở vùng ven rìa, còn lại bị phủ hoàn toàn. Vùng lộ ở tây, tây bắc và bắc dưới
dạng các bậc thềm sông có độ cao từ 7-10 m đến 20 m ở Hiệp Hoà (Bắc Giang),
Lâm Thao (Phú Thọ) v.v
Ở vùng phủ quan sát được qua các lỗ khoan ở Hà Nội, Hà Tây, Hải Dương,
Hưng Yên, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình trong chiều sâu từ 2-5 m đến 30-40 m.
Thành phần chủ yếu là cát, cuội, sỏi. Chiều dày của hệ tầng tăng dần từ tây bắc
xuống đông nam, từ 3 m ở tây, tây bắc đến 90 m ở trung tâm, phía đông và đông
nam đồng bằng. Trong hệ tầng này, thành phần hạt thô chiếm tỷ lệ cao tới 50-70%,
và chiều dày lớn tạo nên tầng chứa nước qp với độ giàu nước từ trung bình đến lớn.
Trong khu vực nghiên cứu ở huyện Quốc Oai, hệ tầng phân bố chủ yếu ở các
xã Phú Cát, Hòa Thạch, Đông Yên…có thành phần chủ yếu là cuội tảng, cuội sỏi,
sạn cát lẫn bột sét màu vàng gạch, bề dày 2,6-47m.

18

● Hệ tầng Vĩnh Phúc (Q
1
3b
vp): nét đặc trưng của hệ tầng này là có hiện
tượng laterit hóa yếu với màu sắc loang lỗ rất dễ nhận biết. Thành phần thạch học:
sét xen lẫn cát bột màu nâu, những vùng lộ ra là sét màu xám vàng, xám xanh màu
loang lỗ, dày từ 10-20m. Đặc điểm về thành phần vật chất của hệ tầng Vĩnh Phúc là
có sự chuyển đổi nhanh về thành phần thạch học theo không gian từ sét bột, chuyển
qua bột cát, cát. Hệ tầng vĩnh phúc do Hoàng Ngọc Kỷ xác lập năm 1973 gồm 3
tướng aluvi, tướng hồ, tướng hồ đầm lầy.
● Hệ tầng Thái Bình (Q
2
3
tb): Hệ tầng Thái Bình do Hoàng Ngọc Kỷ xác
lập năm 1978 chia làm 3 phần: Phần dưới (Q
2
3
tb1), phần giữa (Q
2
3
tb2), phần trên
(Q
2
3
tb3). Hệ tầng được cấu tạo bởi trần tích biển, trầm tích sông, sông biển và sông
hồ, đầm lầy. Trầm tích sông phân bố chủ yếu ven các sông lớn, các sông nhánh và
các suối trong diện tích huyện Quốc Oai. Thành phần thạch học biến đổi theo quy
luật: dưới là hạt thô, trên là hạt mịn bao gồm cát, bột, sét màu xám nâu, thuộc tướng
lòng sông và bãi bồi, chiều dày thay đổi từ 3,5 đến 5m. Trầm tích sông – hồ gồm
các diện tích nhỏ hẹp vùng Vân Trì, Mỹ Đức… thành phần trầm tích gồm bột, sét

lẫn nhiều tàn tích thực vật, đôi nơi có than bùn, phần trên có các cây thân gỗ và cỏ
đầm lầy vẫn còn phát triển, sự phân hủy thực vật tạo than bùn vẫn đang tiếp tục.
2.2.2. Đặc điểm thạch học
Theo tài liệu “Nghiên cứu địa mạo và địa chất khu vực huyện Quốc Oai” của
PGS.TS Chu Văn Ngợi (tài liệu chưa được công bố) thì các đá gốc chủ yếu là đá
cacbonat thuộc hệ tầng Na Vang (P
2
nv) và đá phun trào thuộc hệ tầng Viên Nam
(T
1
vn). Tiến hành khảo sát 22 điểm và lấy 30 mẫu lát mỏng thạch học. Các mẫu lát
mỏng thạch học được phân tích tại Trung tâm phân tích Viện khoa học địa chất và
khoáng sản. kết quả phân tích như sau:
Khu vực xã Sài Sơn – huyện Quốc Oai:

19

Hình 2.5. Sơ đồ khảo sát thực địa khu vực xã Sài Sơn [6]
Bảng 2.1. Thành phần khoáng vật tại điểm khảo sát xã Sài Sơn
STT

Ký hiệu
mẫu
Hệ tầng
Thành phần khoáng vật
1
THN
1

P

2
nv
Calcit: 90 -92%; Đolomit 3-4%; Sét;
Quặng bị leucoxene hóa 1-2 %
Đá được xác định là: Đá vôi hạt mịn -
hạt bị ép.
2
THN
3

P
2
nv
Calcit: 90 -92%; Đolomit 5-8%; Sét
1%-2%; Bụi quặng: 1%.
Đá được xác định là: Đá vôi hạt nhỏ -
hạt mịn bị ép.

Khu vực thị trấn Quốc Oai: