Nghiên cứu phân vùng cấu trúc nền phục vụ quy hoạch phát triển bền vững kinh tế xã hội đô thị thành phố hải phòng

NGUYỄN ĐỨC VƯƠNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
-------------------------------------------

NGUYỄN ĐỨC VƯƠNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGHIÊN CỨU PHÂN VÙNG CẤU TRÚC NỀN PHỤC VỤ
QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG KINH TẾ - XÃ HỘI
ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2013

HÀ NỘI - 2013


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
-------------------------------------------

NGUYỄN ĐỨC VƯƠNG

NGHIÊN CỨU PHÂN VÙNG CẤU TRÚC NỀN PHỤC VỤ
QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG KINH TẾ - XÃ HỘI
ĐƠ THỊ THÀNH PHỐ HẢI PHỊNG

Ngành

: Kỹ thuật địa chất

Mã số

: 60520501

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. Tô Xuân Vu

HÀ NỘI – 2013


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được
ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Đức Vương


iii
MỤC LỤC
Trang phụ bìa.....................................................................................................i

LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................ii
DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ ................................................... vi
CÁC PHỤ LỤC KÈM THEO ..................................................................... viii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài.............................................................................. 1
2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................... 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................... 2
4. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................. 2
5. Nội dung nghiên cứu .................................................................................. 2
6. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 3
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................... 3
8. Cơ sở tài liệu của luận văn.......................................................................... 4
9. Cấu trúc của luận văn ................................................................................. 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................... 6
1.1 . Lịch sử nghiên cứu địa chất, địa chất cơng trình khu vực Thành phố Hải
Phịng ............................................................................................................. 6
1.2. Khái niệm chung về cấu trúc nền ............................................................. 8
1.3. Các yếu tố cấu trúc nền chủ yếu và ảnh hưởng của chúng tới hoạt động
xây dựng cơng trình........................................................................................ 9
1.3.1 Yếu tố địa tầng ...................................................................................... 9
1.3.2 Yếu tố tính chất cơ lý của đất đá .......................................................... 10
1.3.3. Yếu tố nước dưới đất .......................................................................... 11
1.3.4. Yếu tố cơng trình ................................................................................ 12
1.4. Phương pháp phân vùng cấu trúc nền .................................................... 12
1.4.1. Phương pháp phân vùng cấu trúc nền theo mục đích chung ................ 12


iv
1.4.2. Phương pháp phân vùng cấu trúc nền theo mục đích chun mơn ...... 13
1.5. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng đến mơi trường

địa chất tự nhiên ........................................................................................... 14
1.5.1. Nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng ............ 14
1.5.2. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng.................... 17
1.6. Định hướng quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội đơ thị Thành phố Hải
Phịng. .......................................................................................................... 21
1.6.1. Về không gian đô thị .......................................................................... 21
1.6.2. Sử dụng đất đai ................................................................................... 22
1.6.3. Phát triển hạ tầng kỹ thuật .................................................................. 22
CHƯƠNG 2

:

ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC THÀNH PHỐ HẢI

PHỊNG........................................................................................................ 26
2.1.Vị trí địa lý ............................................................................................. 26
2.2. Đặc điểm địa hình.................................................................................. 27
2.3. Đặc điểm thủy, hải văn .......................................................................... 28
2.3.1. Thủy văn ............................................................................................ 28
2.3.2. Hải văn ............................................................................................... 29
2.4. Chế độ khí hậu ...................................................................................... 31
2.5. Cấu trúc địa chất .................................................................................... 33
2.5.1. Địa tầng .............................................................................................. 33
2.5.2. Kiến tạo .............................................................................................. 36
2.6. Đặc điểm địa chất thủy văn ................................................................... 36
2.6.1. Nước khe nứt ...................................................................................... 37
2.6.2. Nước lỗ hổng ...................................................................................... 37
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH KHU VỰC ĐƠ THỊ
THÀNH PHỐ HẢI PHỊNG ........................................................................ 39

v
3.1. Kết quả nghiên cứu địa chất cơng trình khu vực đơ thị Thành phố Hải
Phịng theo tài liệu bản đồ địa chất cơng trình Thành phố Hải Phịng tỷ lệ
1/50.000 ....................................................................................................... 39
3.1.1. Địa tầng và tính chất cơ lý .................................................................. 39
3.1.2. Đặc điểm địa chất thủy văn................................................................. 49
3.1.3. Các hiện tượng địa chất động lực ........................................................ 52
3.1.4. Vật liệu xây dựng ............................................................................... 54
3.2. Chính xác hóa điều kiện địa chất cơng trình khu vực đơ thị Thành phố
Hải Phịng từ các tài liệu nghiên cứu bổ sung. .............................................. 56
3.3. Hệ thống hóa phân loại đất đá khu vực đơ thị Thành phố Hải Phịng theo
quan điểm địa chất cơng trình ....................................................................... 76
CHƯƠNG 4: PHÂN VÙNG CẤU TRÚC NỀN ĐƠ THỊ THÀNH PHỐ HẢI
PHÒNG........................................................................................................ 79
4.1. Phân chia cấu trúc nền ........................................................................... 79
4.1.1. Mục đích phân chia cấu trúc nền ........................................................ 79
4.1.2 Cơ sở phân chia cấu trúc nền ............................................................... 79
4.1.3. Nguyên tắc phân chia cấu trúc nền ..................................................... 80
4.1.4. Kết quả phân chia cấu trúc nền đô thị thành phố Hải Phòng .............. 81
4.2. Phân vùng cấu trúc nền .......................................................................... 90
4.2.1. Phương pháp phân vùng. .................................................................... 90
4.2.2. Biểu thị các đơn vị phân vùng cấu trúc nền ........................................ 94
4.2.3. Kiến nghị quy hoạch xây dựng trong các vùng ................................... 94
KẾT LUẬN .................................................................................................. 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 102


vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ

Bảng 2.1: Mực nước triều (cm) đặc trưng tại Trạm Hòn Dấu trong nhiều năm
(1960-2007)………………………………………………………………….29
Bảng 2.2. Tốc độ biến đổi (mm/năm) của mực nước biển ven biển Bắc Bộ
theo các Trạm Hòn Dấu và Cửa Ơng ……………………………………….30
Bảng 2.3. Tần suất sóng trạm Hịn Dấu (2005-2007) ……………………….31
Bảng 3.1. Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học aQ23 tb2 ………...40
Bảng 3.2. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học amQ23 tb1 ….42
Bảng 3.3. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học amQ13vp2 ….43
Bảng 3.4. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học ambQ23tb2.....45
Bảng 3.5. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học mbQ21-2hh1…46
Bảng 3.6. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học mQ23tb2…….47
Bảng 3.7.Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học mQ21-2hh2…...48
Bảng3.8. Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học aQ23tb2
……………………………………………………………………………….59
Bảng 3.9. Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học aQ 12-3hn…..........60
Bảng 3.10. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học amQ23 tb1 ....61
Bảng 3.11. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học amQ13vp2…63
Bảng 3.12. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học amQ13vp1
……………………………………………………………………………….64
Bảng 3.13.Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học amQ 1 2- 3 hn
……………………………………………………………………………….65
Bảng 3.14. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học ambQ23tb2...67


vii
Bảng 3.15. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học mbQ21-2hh1..68
Bảng 3.16. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học mQ23tb2…..69
Bảng 3.17. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học mQ21-2hh2…71
Bảng 3.18. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học edQ……….72
Bảng 3.19.Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học N2vb………73

Bảng 3.20.Đặc điểm thành phần thạch học của phức hệ thạch học
D3đs………………………………………………………………………….74
Bảng 3.21. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học D3đs………74
Bảng 3.22.Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý phức hệ thạch học S2-D1xs……75
Bảng 4.1. Dạng cấu trúc nền II.1A..................................................................84
Bảng 4.2. Dạng cấu trúc nền II.1B..................................................................85
Bảng 4.3. Dạng cấu trúc nền II.1C..................................................................86
Bảng 4.4. Dạng cấu trúc nền II.2A.................................................................87
Bảng 4.5. Dạng cấu trúc nền II.2B.................................................................88
Bảng 4.6 :Dạng cấu trúc nền II.2C.................................................................89
Hình 2.1. Biểu đồ số ngày nắng nóng vùng đồng bằng Bắc Bộ qua các năm
1961-2007.......................................................................................................32
Hình 4.1:Sơ đồ các kiểu cấu trúc nền..............................................................81
Hình 4.2: Hình trụ hố khoan đặc trưng cấu trúc nền kiểu I.............................82
Hình 4.3: Hình trụ hố khoan đặc trưng cấu trúc nền kiểu II............................83


viii
CÁC PHỤ LỤC KÈM THEO
1. Phụ lục 1: Bản đồ địa hình đơ thị Thành phố Hải Phịng tỷ lệ 1/50.000
2. Phụ lục 2: Bản đồ địa chất đô thị Thành phố Hải Phòng tỷ lệ 1/50.000
3. Phụ lục 3: Bản đồ địa chất cơng trình đơ thị Thành phố Hải Phòng tỷ lệ
1/50.000
4. Phụ lục 4:Bản đồ phân vùng cấu trúc nền đơ thị Thành phố Hải Phịng
tỷ lệ 1/50.000


ix

1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hải Phịng là một trong những thành phố lớn của Việt Nam, là trung tâm
kinh tế - khoa học - kĩ thuật tổng hợp của vùng duyên hải Bắc Bộ và là một
trong hai trung tâm phát triển của vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ.
Hiện nay, với sự phát triển nhanh chóng của kinh tế - xã hội, các khu
công nghiệp, các cụm dân cư, các khu đô thị đang mọc lên nhanh chóng. Tuy
nhiên, trong q trình xây dựng thành phố, việc quy hoạch phát triển chưa
thực sự bền vững. Hơn thế, nguy cơ phát triển khơng bền vững có thể xảy ra
càng cao do ảnh hưởng của yếu tố thiên nhiên như biến đổi khí hậu, mực
nước biển đang dâng cao, lũ lụt, bão...
Trong công tác quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội nói chung và trong
cơng tác quy hoạch xây dựng nói riêng thì đặc điểm cấu trúc nền cơng trình là
yếu tố cực kỳ quan trọng, mang tính định hướng trong cơng tác quy hoạch xây
dựng và các giải pháp nền móng. Nó làm nền tảng quyết định nơi đặt cơng
trình, loại cơng trình, quy mơ, kết cấu, kiến trúc của các cơng trình dân dụng
và cơng nghiệp, giao thơng, thủy lợi, và các cơng trình đặc biệt khác. Trong
điều kiện biến đổi khí hậu và nước biển dâng tại các vùng ven biển như thành
phố Hải Phịng hiện nay thì việc nghiên cứu cấu trúc nền lại càng cần thiết. Sự
biến đổi khí hậu và mực nước biển đang dâng cao có thể làm cấu trúc nền địa
chất thay đổi theo không gian và thời gian dẫn đến ảnh hưởng tiêu cực đến
các cơng trình hiện có, và làm cho cơng tác quy hoạch xây dựng, phát triển
bền vững kinh tế xã-hội gặp nhiều khó khăn.
Với vấn đề đặt ra như vậy, đề tài: “Nghiên cứu phân vùng cấu trúc nền
phục vụ quy hoạch phát triển bền vững kinh tế - xã hội đô thị thành phố Hải
Phịng” là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn quan trọng.


2

2. Mục tiêu của đề tài
Làm sáng tỏ điều kiện địa chất cơng trình và phân vùng cấu trúc nền
thiên nhiên phục vụ cho công tác quy hoạch phát triển bền vững kinh tế - xã
hội khu vực đô thị Thành phố Hải Phòng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Đặc điểm cấu trúc địa chất và các tính chất địa
chất cơng trình các loại đất đá khu vực đơ thị Thành phố Hải Phịng;
- Phạm vi nghiên cứu: Môi trường địa chất, nơi xảy ra quan hệ tương tác
với các cơng trình xây dựng thuộc khơng gian quy hoạch đơ thị Thành phố
Hải Phịng.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
Nhiệm vụ nghiên cứu của luận văn là:
- Phân tích, đánh giá làm sáng tỏ điều kiện địa chất cơng trình đơ thị
Thành phố Hải Phịng;
- Nghiên cứu định hướng quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của đơ thị
Thành phố Hải Phịng trong tương lai;
- Lựa chọn phương pháp phân vùng cấu trúc nền để thành lập bản đồ
phân vùng cấu trúc nền đô thị Thành phố Hải Phòng tỷ lệ 1/50.000 theo
hướng quy hoạch phát triển bền vững kinh tế - xã hội, trong điều kiện chịu tác
động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng.
5. Nội dung nghiên cứu
Để thực hiện những nhiệm vụ đã nêu, cần nghiên cứu các nội dung sau:
- Phân tích tổng quan về lịch sử nghiên cứu địa chất, địa chất cơng trình
khu vực, ảnh hưởng của chế độ khí hậu đến mơi trường địa chất tự nhiên và
công tác quy hoạch, phát triển bền vững kinh tế - xã hội, các phương pháp
phân vùng cấu trúc nền phục vụ quy hoạch, khai thác kinh tế lãnh thổ;
- Nghiên cứu đặc điểm địa hình, địa mạo, kiến tạo, địa chất, địa chất thủy


3

văn, địa chất cơng trình của khu vực Thành phố Hải Phòng;
- Đánh giá hiện trạng xây dựng và định hướng quy hoạch phát triển kinh
tế - xã hội khu vực đơ thị Thành phố Hải Phịng;
- Nghiên cứu các yếu tố hình thành cấu trúc nền, cơ sở phân vùng cấu
trúc nền phục vụ quy hoạch phát triển bền vững kinh tế - xã hội;
- Lựa chọn phương pháp phân vùng cấu trúc nền đất phục vụ quy hoạch
phát triển bền vững kinh tế - xã hội đô thị Thành phố Hải Phòng trong điều
kiện ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng;
- Xây dựng cơ sở khoa học để quy hoạch phát triển bền vững kinh tế - xã
hội trong điều kiện ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng.
6. Phương pháp nghiên cứu
Để đạt được mục đích và nội dung nghiên cứu đặt ra, các phương pháp
nghiên cứu được sử dụng bao gồm:
- Phương pháp tổng hợp và hệ thống hóa tài liệu: thu thập, hệ thống và
lưu phân tích các tài liệu nhằm tìm ra quy luật trong các nội dung nghiên cứu.
- Phương pháp phân tích hệ thống: làm sáng tỏ quan hệ giữa các yếu tố
cấu trúc nền đất và công tác quy hoạch phát triển bền vững kinh tế - xã hội
khu vực nghiên cứu.
- Phương pháp địa chất: nghiên cứu điều kiện địa chất, địa chất cơng
trình khu vực đơ thị Thành phố Hải Phịng.
- Phương pháp thống kê toán học: xử lý số liệu, xác định giá trị đặc trưng
của các yếu tố cấu trúc nền.
- Phương pháp số hóa: thành lập bản đồ phân vùng cấu trúc nền khu vực
đô thị Thành phố Hải Phòng.
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Kết quả nghiên cứu của đề tài cho phép hiểu được đầy đủ đặc điểm cấu
trúc nền địa chất đơ thị thành phố Hải Phịng từ đó định hướng cho công tác


4

quy hoạch xây dựng hợp lý, phát triển bền vững kinh tế - xã hội khu vực.
- Hướng nghiên cứu của đề tài có thể được sử dụng nghiên cứu cho các
đô thị ven biển khác đã và đang chịu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước
biển dâng.
8. Cơ sở tài liệu của luận văn
- Các tài liệu nghiên cứu bước đầu thuộc chương trình nghiên cứu điều
kiện địa chất cơng trình vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ.
- Báo cáo điều tra địa chất đô thị Hải Phịng, các bản đồ địa hình, địa
chất, địa chất cơng trình thành phố Hải Phịng đã được lập.
- Các tài liệu quy hoạch của thành phố Hải Phòng.
- Các tài liệu khảo sát địa chất cơng trình thuộc thành phố Hải Phịng.
9. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm có 4 chương, được trình bày trong 103 trang bao gồm cả
phần mở đầu và kết luận. Mục lục và danh mục các bảng biểu và danh mục
các hình vẽ được trình bày trong các phụ trang riêng.
Tác giả xin được bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc với TS. Tơ Xuân Vu Trường Đại học Mỏ - Địa chất đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo và
cung cấp nhiều tài liệu tham khảo có ích cho Tác giả trong suốt q trình
nghiên cứu hồn thành luận văn.
Tác giả cũng xin được chân thành cảm ơn các toàn thể các Thầy, Cơ
giáo trong bộ mơn Địa chất cơng trình, Phòng Đào tạo Đại học và Phòng Đào
tạo Sau đại học, Trường Đại học Mỏ - Địa Chất đã tạo điều kiện giảng dạy,
giúp đỡ Tác giả trong suốt quá trình học tập tại trường.
Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn đến Trung tâm thông tin và lưu trữ địa
chất, và các Công ty tư vấn xây dựng, các anh chị học viên lớp Cao học Địa
chất cơng trình – khóa 23 đã cung cấp tài liệu, phương tiện và giúp đỡ Tác giả
rất nhiều trong q trình hồn thành luận văn.


5
Trong quá trình thực hiện luận văn, Tác giả cũng đã tiếp thu được rất

nhiều kiến thức bổ ích, phục vụ rất nhiều trong công việc cũng như chuyên
môn của mình.
Xin chân thành cảm ơn!


6
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Lịch sử nghiên cứu địa chất, địa chất cơng trình khu vực Thành phố
Hải Phòng
Ở Việt Nam, bên cạnh những kết quả nghiên cứu lập bản đồ địa chất tỷ
lệ 1: 500.000, 1: 200.000, cho đến nay đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về
địa chất vùng ven biển nói chung và vùng ven biển Bắc Bộ nói riêng được
cơng bố. Đáng chú ý là những kết quả nghiên cứu của Bộ Cơng nghiệp, của
Liên đồn Địa chất Biển thuộc chương trình nghiên cứu biển (đề tài KC-09).
Những nghiên cứu của Bộ Công nghiệp ở vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ
tập trung vào phần trầm tích Đệ Tứ như thành lập bản đồ địa chất Đệ Tứ vùng
Hải Phòng, Thái Bình - Nam Định tỷ lệ 1/50.000, bản đồ trầm tích và thạch
động lực biển ven bờ Đồ Sơn - Móng Cái tỷ lệ 1/500.000. Những nghiên cứu
của Liên đồn Địa chất Biển đã làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc địa chất vùng
ven biển và ven bờ Việt Nam trong điều kiện chịu tác động của biến đổi khí
hậu và nước biển dâng, làm rõ một số đặc điểm địa chất môi trường như ô
nhiễm môi trường nước, ô nhiễm mơi trường trầm tích đáy biển và các tai
biến địa chất liên quan đến nước biển dâng cao, trượt lở, xói lở - bồi tụ, lũ lụt,
nhiễm mặn, sóng cát di động,... Ngồi ra cịn rất nhiều cơng trình nghiên cứu
khác. Nhìn chung, các nghiên cứu về địa chất vùng ven biển Việt Nam, trong
đó có vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ đã cung cấp hệ thống tài liệu khá chi
tiết và đầy đủ về đặc điểm địa mạo, địa tầng, kiến tạo của vùng, làm cơ sở cho
nghiên cứu trong những lĩnh vực chuyên sâu.
Bên cạnh những nghiên cứu về địa chất chung, hiện nay vẫn chưa có

những nghiên cứu chi tiết và theo một hệ thống về điều kiện địa chất cơng
trình vùng ven biển Bắc Bộ, nhưng đã có nhiều cơng trình nghiên cứu có ý
nghĩa lớn, và đặt nền móng cho các nghiên cứu sau này. Đầu tiên phải kể đến


7
là bài “Đặc điểm nghiên cứu địa chất cơng trình vùng trầm tích ven biển của
đồng bằng Bắc Bộ” của Nguyễn Kim Cương, 1964. Bài viết đã nêu lên được
những đặc điểm địa chất cơng trình trầm tích ven biển đồng bằng Bắc Bộ,
bước đầu đã đánh giá được khả năng sử dụng chúng trong công tác xây dựng
Năm 1971, Bài viết “Vài nét về địa chất cơng trình đồng bằng Bắc Bộ”
của Vũ Văn Bằng đã phân chia đồng bằng Bắc Bộ ra làm 3 khu địa chất cơng
trình gồm có nhiều khoảng khác nhau để giúp cho việc chọn địa điểm khảo
sát bước đầu.
Cũng vào năm 1971, Lê Huy Hồng cũng có bài viết: “ Đặc điểm địa
chất cơng trình của đất sét ở rìa bắc đồng bằng Bắc Bộ” đã nêu lên một số nét
chung về địa chất cơng trình, sơ lược các chỉ tiêu cơ lý của đất loại sét ở rìa
bắc đồng bằng Bắc Bộ.
Vào năm 1983 Trần Văn Hoàng, Nguyễn Quốc Thành và Nguyễn Thu
Hồng có cơng trình nghiên cứu : “Sơ bộ phân vùng và đánh giá điều kiện địa
chất cơng trình miền bắc Việt Nam”. Cơng trình nghiên cứu đã chỉ ra được
bảng sơ bộ phân vùng điều kiện địa chất công trình miền bắc Việt Nam với 5
vùng khác nhau, dựa vào các yếu tố của điều kiện địa chất công trình và đã
khái quát được các cấp phức tạp của điều kiện địa chất cơng trình của từng
vùng.
Năm 1985, Lê Huy Hồng đã viết bài: “Sự hình thành tính chất địa chất
cơng trình của đất loại sét ven biển Bắc Bộ”. Bài viết đã chỉ ra rằng sự hình
thành tính chất cơ lý của đất loại sét biểu hiện tính quy luật phụ thuộc vào các
giai đoạn tạo đá.
Các nghiên cứu về bản đồ địa chất thủy văn, địa chất cơng trình vùng

ven biển Việt Nam nói chung, ven biển Bắc Bộ nói riêng, của các đồn Điều
tra tài ngun nước mới chỉ tiến hành chủ yếu ở tỷ lệ nhỏ, mang tính khái
qt và cịn rời rạc như: Nghiên cứu lập bản đồ địa chất thủy văn, địa chất


8
cơng trình tỷ lệ 1/200.000 vùng Hịn Gai - Móng Cái, Hải Phịng - Nam Định
và Ninh Bình, cịn tỷ lệ lớn 1/50.000 mới có ở vùng Hịn Gai, Cẩm Phả, Hải
Phòng.
Như vậy, lịch sử nghiên cứu địa chất, địa chất cơng trình khu vực ven
biển Bắc Bộ nói chung, khu vực Thành phố Hải Phịng nói riêng, nhất là về
địa chất cơng trình mới trải qua được một thời gian ngắn, mức độ chi tiết vẫn
còn hạn chế. Cần thiết phải có những cơng trình nghiên cứu sâu hơn và chi
tiết hơn, có ứng dụng thực tế hơn góp phần quy hoạch, phát triển kinh tế xã
hội.
1.2. Khái niệm chung về cấu trúc nền
Trong địa chất, khái niệm cấu trúc bao gồm cả ý nghĩa nội dung địa
tầng và cấu tạo địa chất. Ở Việt Nam, các nghiên cứu về cấu trúc nền trước
hết phải kể đến là “ Về việc phân loại và thành lập bản đồ cấu trúc nền các
cơng trình xây dựng ở Việt Nam” của Nguyễn Thanh (1984). Theo định nghĩa
của tác giả: cấu trúc nền cơng trình là tầng đất được sử dụng làm nền cho
cơng trình xây dựng, được đặc trưng bằng những quy luật phân bố theo chiều
sâu các thành tạo đất đá có liên kết kiến trúc, nguồn gốc, tuổi, thành phần, cấu
trúc, bề dày, trạng thái và tính chất địa chất cơng trình khơng giống nhau.
Ngun tắc phân chia dựa vào tổ hợp các lớp đất đá khác nhau hình thành nên
các đơn vị cấu trúc nền với 5 mức cấu trúc khác nhau.
Theo tác giả Phạm Văn Tỵ (1999) thì cấu trúc nền được hiểu là quan hệ
sắp xếp không gian của các thể địa chất (yếu tố, lớp đất) cấu tạo nền đất, số
lượng, đặc điểm, hình dạng, kích thước, thành phần, trạng thái và tính chất
của các yếu tố cấu thành này.

Theo tác giả Nguyễn Huy Phương (2004), cấu trúc nền theo nghĩa hẹp
đối với cơng trình cụ thể là quan hệ sắp xếp không gian của các lớp đất đá,
được đặc trưng bởi số lượng các lớp đất nền, nguồn gốc và tuổi của chúng, sự


9
phân bố trong không gian, chiều sâu, bề dày, đặc điểm, thành phần, kiến trúc,
cấu tạo, trạng thái và tính chất cơ lý của chúng nằm trong vùng tương tác với
cơng trình.
Theo tác giả Lê Trọng Thắng trong luận án tiến sĩ “ Nghiên cứu các
kiểu cấu trúc nền đất yếu khu vực Hà Nội và đánh giá khả năng sử dụng
chúng trong xây dựng” đã quan niệm cấu trúc nền là phần tương tác giữa
cơng trình và mơi trường địa chất, được xác định bởi quy luật phân bố trong
không gian, khả năng biến đổi theo thời gian của các thành tạo đất đá, có tính
chất địa chất cơng trình xác định, diễn ra trong vùng ảnh hưởng của cơng
trình.
Như vậy, cấu trúc nền phản ánh đầy đủ mối quan hệ địa tầng với các
thành tạo đất đá; kết quả tương tác giữa các yếu tố cơng trình - cấu trúc nền và
môi trường địa chất, mỗi lớp đất đá đóng vai trị nhất định trong cấu trúc nền
và được đặc trưng bởi thành phần, kiến trúc, cấu tạo, trạng thái và tính chất
riêng biệt. Về mặt khơng gian, cấu trúc nền cơng trình được giới hạn bởi
phạm vi ảnh hưởng của cơng trình theo các chiều, chủ yếu là chiều sâu, ranh
giới vùng ảnh hưởng và do đó cũng là ranh giới cấu trúc nền cơng trình cũng
được xác định trên quy mô và cấu trúc nền cụ thể. Vì vậy, tùy theo từng khu
vực nghiên cứu, tùy mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu mà xác lập chiều sâu cần
đạt đến để phân chia các kiểu cấu trúc nền khác nhau.
1.3. Các yếu tố cấu trúc nền chủ yếu và ảnh hưởng của chúng tới hoạt
động xây dựng cơng trình
Khi nghiên cứu cấu trúc nền, cần phải nghiên cứu các đặc điểm của các
yếu tố cấu trúc nền và ảnh hưởng của chúng đối với hoạt động xây dựng cơng

trình. Cấu trúc nền cơng trình gồm có các yếu tố sau:
1.3.1 Yếu tố địa tầng
Địa tầng phản ánh các đặc điểm về vị trí phân bố, biến đổi không gian


10
của các lớp đất đá trong cấu trúc nền.
Thành phần đất đá là yếu tố quan trọng hàng đầu trong các yếu tố của
địa tầng, chúng tham gia vào cấu trúc địa chất lãnh thổ, có ý nghĩa xác định
đối với đặc điểm địa hình của một khu vực, liên quan đến điều kiện phát sinh
và phát triển của các q trình và hiện tượng địa chất động lực cơng trình, đặc
điểm phân bố và khả năng chứa nước dưới đất cũng như đặc điểm của các mỏ
khoáng sản. Trong xây dựng, đất đá được sử dụng làm nền thiên nhiên, làm
môi trường và vật liệu xây dựng. Thành phần đất đá còn ảnh hưởng đến trạng
thái, kiến trúc, cấu tạo và các tính chất cơ lý của đất đá.
Sự biến đổi bề dày và đặc tính bất đồng nhất về địa tầng của cấu trúc
nền đất sẽ ảnh hưởng nhiều đến q trình làm việc giữa cơng trình và nền đất.
Chúng đóng vai trị quyết định đến khả năng truyền tải trọng của cơng trình.
Cụ thể, nếu nền đất có lớp đất yếu bề dày và sự biến đổi bề dày lớn, thì khi
xây dựng cơng trình trên nền đất yếu mà khơng xử lý có thể xảy ra hiện tượng
lún, lún không đều lớn, bùng nền, trượt lở thành hố móng…kết quả làm ảnh
hưởng đến sự ổn định và khả năng sử dụng của cơng trình.
Như vậy khi nghiên cứu yếu tố địa tầng, chúng ta đã điển hình hóa cấu
trúc nền từ thành phần đất đá, phạm vi phân bố, chiều dày và sự biến đổi theo
không gian và thời gian của các lớp đất đá trong cấu trúc nền. Điều này có ý
nghĩa rất quan trọng trong việc chọn nơi đặt móng, chọn lớp và chiều sâu đặt
móng của các cơng trình và các biện pháp xử lý nền móng thích hợp nếu cần.
1.3.2 Yếu tố tính chất cơ lý của đất đá
Tính chất cơ lý được hình thành trong suốt quá trình thành tạo và tồn
tại của đất đá trong môi trường địa chất. Chúng phụ thuộc vào nguồn gốc, tuổi

địa chất, thành phần vật chất, điều kiện tồn tại và biến đổi về sau. Tính chất
cơ lý của đất đá gồm có tính chất cơ học và vật lý của đất đá
Tính chất cơ học của đất đá quyết định đến tính chất của chúng khi chịu


11
tác dụng của các lực ngoài, thể hiện chủ yếu ở độ bền, tính biến dạng và sự
nhạy cảm của đất đá trước các tác động bên ngoài. Để đánh giá tính biến dạng
của đất người ta dùng chỉ tiêu về tính nén lún của đất, cịn để đánh giá về độ
bền thì dùng các chỉ tiêu về sức chống cắt của đất.
Các chỉ tiêu về nén lún (tính biến dạng lún) của đất đá được dùng để
tính tốn độ lún cơng trình, xác định độ ổn định của đất dưới móng cơng
trình, cịn khi thiết kế móng thì cho phép tận dụng tới mức tối đa khả năng
chịu tải của đất đá.
Các chỉ tiêu về sức chống cắt (độ bền) cho phép thiết kế hợp lý nhất độ
nghiêng của mái dốc đê, đập, đường đắp, đường đào, bờ mỏ,… Xác định sự
ổn định của các sườn dốc, các khối trượt, trị số áp lực lên tường chắn, các
cơng trình ngầm,…
Tính chất vật lý của đất được đặc trưng bằng các chỉ tiêu vật lý như độ
ẩm tự nhiên, khối lượng riêng, khối lượng thể tích, khối lượng thể tích khô,
độ lỗ rỗng, hệ số rỗng. Khi các chỉ tiêu này thay đổi thì dẫn đến các tính chất
của đất thay đổi.
1.3.3. Yếu tố nước dưới đất
Phản ánh sự có mặt và ảnh hưởng của nước dưới đất đối với cấu trúc
nền. tùy trường hợp cụ thể, nước dưới đất trong nên đất có thể gây ra các vấn
đề về ăn mịn vật liệu đối với cơng trình xây dựng, khả năng ngập úng khi xây
dựng cơng trình, làm giảm khối lượng thể tích của đất đá, thay đổi trạng thái
của đất và làm do đó làm thay đổi một số chỉ tiêu cơ lý quan trọng của đất
nền, gây ra quá trình biến dạng đất đá do thay đổi áp lực nước lỗ rỗng. Điều
này khơng chỉ có ý nghĩa khi chọn sơ đồ tính tốn nền, mà cịn cho phép dự

báo được các biến đổi diễn ra trong cấu trúc nền khi có sự thay đổi của mơi
trường địa chất.
Nước trong cấu trúc nền và nước tồn tại trong môi trường địa chất là


12
một thể thống nhất. Bởi vậy sự thay đổi các điều kiện địa chất thủy văn của
môi trường địa chất đều dẫn đến hạng loạt các biến đổi khác, làm ảnh hưởng
đến q trình làm việc của cơng trình trên cấu trúc nền.
1.3.4. Yếu tố cơng trình
Yếu tố cơng trình trước hết có ý nghĩa xác định giới hạn của cấu trúc
nền đất yếu. Quy mơ và đặc tính tác động của cơng trình cũng gây nên những
đặc tính và khả năng biến dạng khác nhau của cấu trúc nền. Những cơng trình
có tải trọng lớn khi xây dựng trên nền đất đá có cấu trúc nền đất yếu có thể
gây biến dạng lún, ảnh hưởng tới sự ổn định của cơng trình. Hay các cơng
trình đã được xây dựng, trong một thời gian dài, dưới tác dụng của tải trọng,
đất đá có thể được nén chặt lại và làm tăng cường độ đất so với trạng thái tự
nhiên ban đầu khi chưa xây dựng cơng trình. Như vậy, sẽ làm ảnh hưởng đến
tính chất xây dựng của đất.
1.4. Phương pháp phân vùng cấu trúc nền
Trong nghiên cứu địa chất cơng trình, phân vùng cấu trúc nền để phục
vụ các mục đích chung hay chun mơn, nhằm phân chia khu vực nghiên cứu
ra làm các vùng cấu trúc nền, mà trong một vùng có những đặc điểm cấu trúc
nền, và các tiêu chuẩn riêng giống nhau tùy vào mục đích nghiên cứu của
mình. Do vậy, có thể nói rằng dựa vào mục đích nghiên cứu mà có rất nhiều
phương pháp phân vùng cấu trúc nền khác nhau.
1.4.1. Phương pháp phân vùng cấu trúc nền theo mục đích chung
Theo phương pháp này thì có thể đựa vào một hay một vài yếu tố cấu
trúc nền nổi bật nào đó để làm cơ sở phân vùng hoặc lấy tổng hợp các yếu tố
cấu trúc nền làm cơ sở để phân vùng.

Phương pháp phân vùng cấu trúc nền này thường thành lập với tỷ lệ
khác nhau. Kết quả phân vùng có thể được sử dụng cho nhiều mục đích.


13
1.4.2. Phương pháp phân vùng cấu trúc nền theo mục đích chun mơn
Trên thực tế, tùy từng trường hợp cụ thể mà phân vùng theo mục đích
chun mơn có thể thực hiện theo các cách khác nhau:
- Phân vùng cấu trúc nền phục vụ quy hoạch xây dựng các dạng cơng
trình chung tức là phân ra các vùng cấu trúc nền khác nhau, từ đó đánh giá
khả năng xây dựng của cấu trúc nền đó cho các dạng xây dựng, đáp ứng các
yêu cầu chung khi lập quy hoạch xây dựng.
- Phân vùng cấu trúc nền phục vụ cho một dạng cơng trình cụ thể, bao
gồm nhiều dạng cơng trình, sau đây là phương pháp phân vùng một vài dạng
công trình chính:
+ Phân vùng cấu trúc nền phục vụ cho việc xây dựng cơng trình ngầm:
Hiện nay có rất nhiều loại cơng trình ngầm thủy điện, cơng trình ngầm đường
giao thơng, tầng hầm xây dựng... Các dạng cơng trình ngầm này thường là
những dạng cơng trình phức tạp và quan trọng nên cần phải nghiên cứu kỹ
đặc điểm cấu trúc nền của chúng như: chiều sâu ảnh hưởng của công trình
ngầm tới đất đá, áp lực đất đá xung quanh vỏ cơng trình ngầm, các loại đất
yếu mà cơng trình ngầm đi qua.
+ Phân vùng cấu trúc nền phục vụ cho việc xây dựng tuyến đường giao
thông: Với sự phát triển nhanh chóng của kinh tế, việc liên kết, trao đổi hàng
hóa giữa các khu kinh tế với nhau cần phải đảm bảo liên tục và nhanh chóng.
Do đó các cơng trình giao thơng cũng cần phải phát triển theo.
Khi xây dựng các cơng trình đường bộ giao thơng vùng đồng bằng, cần
phải nghiên cứu đặc điểm cấu trúc nền của chúng, chủ yếu là từ 0-10m, thậm
chí là 15m do chiều dày lớp đất yếu lớn. Một trong những trở ngại lớn khi xây
dựng cơng trình giao thơng ở Việt Nam là nhiều khu vực tồn tại đất yếu với

chiều dày lớn và các chỉ tiêu cơ học của chúng biến đổi vô cùng phức tạp. Do
vậy việc phân vùng cấu trúc nền đất phục vụ cho việc xây dựng các cơng trình


14
giao thông là cần thiết. Việc phân vùng này phải chỉ ra được các vùng có
chiều dày đất yếu, các loại đất yếu nào cũng như đánh giá sơ bộ phương án xử
lý nền khi xây dựng cơng trình.
Khi xây dựng các cơng trình đường giao thơng qua đồi núi, phương
pháp phân vùng chủ yếu dựa vào yếu tố cấu tạo địa chất các sườn dốc nơi mà
có thể bố trí các cơng trình giao thơng đi qua. Có thể thành lập bản đồ nguy
cơ trượt lở nhằm xác định vị trí tối ưu nhất mà cơng trình có thể đi qua, giảm
thiểu các thiệt hại do các hiện tượng địa chất động lực gây nên.
+ Phân vùng cấu trúc nền theo mức độ thuận lợi công tác quy hoạch
xây dựng
Dựa vào quy luật phân bố các dạng cấu trúc nền trong khu vực nghiên
cứu và các phân tích đánh giá theo các tiêu chuẩn trên cho mức độ thuận lợi
cho công tác quy hoạch xây dựng mà chia khu vực nghiên cứu ra thành các
vùng cấu trúc nền khác nhau.
Ngồi đặc điểm cấu trúc nền đất ra thì phương pháp này cần chú ý đến
các yếu bên ngoài gây bất lợi cho việc xây dựng cơng trình như: các yếu tố
thất thường của thời tiết, khí hậu, thủy hải văn, mực nước biển dâng (đối với
những khu vực gần biển).
1.5. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng đến môi
trường địa chất tự nhiên
1.5.1. Nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng
“Biến đổi khí hậu là những ảnh hưởng có hại của biến đổi khí hậu”, là
những biến đổi trong môi trường vật lý hoặc sinh học gây ra những ảnh
hưởng có hại đáng kể đến thành phần, khả năng phục hồi hoặc sinh sản của
các hệ sinh thái tự nhiên và được quản lý hoặc đến hoạt động của các hệ

thống kinh tế - xã hội hoặc đến sức khỏe và phúc lợi của con người”.(Theo
công ước chung của Liên Hiệp Quốc về biến đổi khí hậu).


15
Biến đổi khí hậu gồm có ngun nhân do tự nhiên và do hoạt động của
con người:
- Nguyên nhân do tự nhiên:
Nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu do tự nhiên bao gồm thay đổi
cường độ sáng của Mặt Trời, xuất hiện các điểm đen Mặt Trời (Sunspots), các
hoạt động núi lửa, thay đổi đại dương, thay đổi quỹ đạo quay của trái đất. Với
sự xuất hiện các Sunspots làm cho cường độ tia bức xạ Mặt Trời chiếu xuống
trái đất thay đổi, nghĩa là năng lượng chiếu xuống mặt đất thay đổi làm thay
đổi nhiệt độ bề mặt Trái đất (Nguồn: NASA).
Sự thay đổi cường độ sáng của Mặt Trời cũng gây ra sự thay đổi năng
lượng chiếu xuống mặt đất thay đổi làm thay đổi nhiệt độ bề mặt Trái đất. Cụ
thể là từ khi tạo thành Mặt Trời đến nay gần 4.5 tỷ năm cường độ sáng của
Mặt Trời đã tăng lên hơn 30%. Như vậy có thể thấy khoảng thời gian khá dài
như vậy thì sự thay đổi cường độ sáng Mặt Trời là không ảnh hưởng đáng kể
đến biến đổi khí hậu.
Núi lửa phun trào: khi một ngọn núi lửa phun trào sẽ phát thải vào khí
quyển một lượng cực kỳ lớn khối lượng sulfur dioxide (SO2), hơi nước, bụi và
tro vào bầu khí quyển. Khối lượng lớn khí và tro có thể ảnh hưởng đến khí
hậu trong nhiều năm. Các hạt nhỏ được gọi là các Sol khí được phun ra bởi
núi lửa, các Sol khí phản chiếu lại bức xạ (năng lượng) Mặt Trời trở lại vào
khơng gian vì vậy chúng có tác dụng làm giảm nhiệt độ lớp bề mặt Trái Đất.
Đại dương ngày nay: các đại dương là một thành phần chính của hệ
thống khí hậu. Dịng hải lưu di chuyển một lượng lớn nhiệt trên khắp hành
tinh. Thay đổi trong lưu thơng đại dương có thể ảnh hưởng đến khí hậu thơng
qua sự chuyển động của CO2 vào trong khí quyển.

Thay đổi quỹ đạo quay của Trái Đất: Trái Đất quay quanh Mặt Trời với
một quỹ đạo. Trục quay có góc nghiêng 23.5 °. Thay đổi độ nghiêng của quỹ