Phạm vi nghiờn cứu của luận văn tập trung vào việc đỏnh giỏ nguyờn nhõn sạt lở và giải phỏp xửlý đoạn từ K39+350 – K39+425 kố Hàm Rồng thuộc đờ hữu sụng
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH NGUYấN NHÂN SẠT LỞ Kẩ HÀM RỒNG 2.1. Cỏc điều kiện xõy dựng
2.1.1. Điều kiện địa hỡnh
2.1.1.1. Đặc điểm địa hỡnh chung:
Khu vực nghiờn cứu nằm trong vựng đồng bằng sụng Mó được hỡnh thành do sự
bồi lắng của sụng Mó, địa hỡnh tương ứng bằng phẳng được đặc trưng cho dạng
đồng bằng tớch tụriờng đối với khu vực Hàm Rồng là khu vực cú địa hỡnh chia cắt bao gồm đồi nỳi xen kẽcỏc thung lũng và cỏc khu vực thấp trũng. Địa hỡnh dốc theo
hướng dốc của cỏc sườn đồi, đối với khu vực đồng bằng (bao gồm cỏc khu vực
trũng thấp và cỏc khu dõn cư) nờn địa hỡnh tương đối bằng phẳng và cú xu hướng
nghiờng dần theo chiều từTõy sang Đụng với gúc nghiờng 10.
Đặc điểm địa hỡnh của vựng Hàm Rồng chủ yếu là đồng bằng, độ cao từ 0-5m, bề mặt khỏ bằng phẳng đặc trưng cho địa hỡnh tớch tụ. Phần cũn lại là địa hỡnh đồi nỳi thấp, phõn bố trong vựng cao trỡnh lớn nhất <136m với quỏ trỡnh búc mũn xõm thực là chủ yếu.
Thành tạo cỏc dạng địa hỡnh vựng nghiờn cứu là kết quả tổng thể giữa cỏc mối
tương tỏc, giữa cỏc nhõn tố, giữa quỏ trỡnh nội ngoại sinh. Đồng thời với quỏ trỡnh
sinh sống tỏc động của con người trờn cỏc bề mặt địa hỡnh khỏc nhau tạo nờn cỏc
dạng địa hỡnh đặc trưng cho vựng, cỏc tỏc giả phõn chia thành ba nhúm bề mặt
chớnh: Địa hỡnh búc mũn, địa hỡnh tớch tụ, địa hỡnh nhõn sinh.
- Địa hỡnh búc mũn:
Bề mặt sườn được hỡnh thành do búc mũn trơ cỏc đỏ phun trào cổ, bề mặt này chiếm diện tớch nhỏ phõn bố tại nỳi Quyết Thắng - thuộc phớa Đụng Nam phường Hàm Rồng, phỏt triển trờn cỏc đỏ phun trào bazan t6 thuộc hệ tầng Cẩm Thuỷ. Hiện nay do quỏ trỡnh búc mũn xảy ra mạnh mẽtrờn cỏc đỏ lục nguyờn của
bề mặt sườn giữa trụi, luụn cú xu thế hạ thấp địa hỡnh, trờn bề mặt nhõn dõn trồng
cõy xanh chống xúi mũn làm thoỏi hoỏ đất.
chủ yếu ở phớa Bắc Hàm Rồng, chỳng phỏt triển trờn đỏ vụi của hệ tầng Bắc Sơn.
- Địa hỡnh tớch tụ:
Bề mặt bói bụi hiện tại phõn bố chủ yếu dọc sụng Mó, sụng Lờ và cỏc nhỏnh của chỳng.Bề mặt này phỏt triển ở ngoài đờ cú chiều rộng từ 20-1000m, chỳng thường
bị ngập nước vào mựa mưa.
Vật liệu thành tạo bề mặt này chủ yếu là bột sột lẫn cỏt vàng, nõu gụ tuổi Holocen muộn. Địa hỡnh bói bồi bằng phẳng hay nghiờng về phớa lũng sụng.
Bề mặt tớch tụsụng đầm lầy phỏt triển ở Nam Ngạn- Hàm Rồng địa hỡnh này cú
đặc điểm dể nhận biết đú là dạng địa hỡnh trũng ven sụng cỏc hồ sút hỡnh múng
ngựa, di tớch cỏc khu sụng chết đó tạo nờn cỏc trũng dần dần bị lầy hoỏ.
- Địa hỡnh nhõn sinh:
Được hỡnh thành do quỏ trỡnh tỏc động lõu dài của con người vào tự nhiờn. Quỏ
trỡnh khai thỏc và sử dụng sản phẩm của nú làm thay đổi cỏc dạng địa hỡnh nguyờn sinh và tạo thành dạng địa hỡnh hoàn toàn mới mẻlà địa hỡnh nhõn sinh.
Địa hỡnh do khai thỏc khoỏng sản: Trờn khu vực nghiờn cứu khoỏng sản khai thỏc chủ yếu là vật liệu xõy dựng như đỏ vụi, đỏ ốp lỏt, đỏ xi măng kết quả là con
người tạo ra địa hỡnh thấp hơn.
2.1.1.2. Đặc điểm địa hỡnh khu vực nghiờn cứu.
Vị trớ xõy dựng cụng trỡnh thuộc đờ hữu sụng Mó đoạn từ K39+350 – K40+742 (Chõn cầu Hàm rồng cũ đến ngó ba Trần Hưng Đạo) thành phốThanh húa. Đõy là
đoạn đờ nằm ở phớa Bắc thành phố Thanh Húa nờn cú vai trũ rất quan trọng trong
việc phũng chống lũ cho nhõn dõn và cỏc cơ quan ban ngành của tỉnh đúng trờn địa bàn thành phố Thanh Húa và cỏc vựng lõn cận. Tuyến đờ nằm trong vựng đồng bằng
thuộc lưu vực sụng Mó, địa hỡnh tương đối bằng phẳng, với những cỏnh đồng rộng
và cỏc bói bồi ven sụng, giao thụng đi lại thuận lợi cả về đường thủy và đường bộ,
cỏc đặc trưng về địa hỡnh: cao độ đờ trung bỡnh: (+6.55 ~ 7.17), cao độ lũng sụng
chỗ sõu nhất (theo khảo sỏt năm 2009) là (-21.89), cao độ lũng sụng chỗ sõu nhất (theo khảo sỏt năm 2013) là (-29.46).
húa và là đường giao thụng cú mật độ người và phương tiện đi lại vào trung tõm thành phố lớn. Chõn đờ phớa đồng là ruộng thấp, phớa sụng mỏi đờ bị sạt lở nhiều do
ảnh hưởng của thủy triều, dũng xoỏy của nước ở hạlưu hai chõn cầu và súng vỗ do
thuyền bố qua lại nhiều.
Đõy là kố bói cao độ (+3.20 ~ +4.00) đó đuợc lỏt mỏi đến K39+883, nhưng
hiện nay đó bị xúi lở gõy mất an toàn cho thành phố. Mặt đờ toàn tuyến đó đổ nhựa
đường và cú tuờng chắn súng cao 1 m, mỏi từ đỉnh đờ xuống đến bói đó được lỏt khung bờ tụng bờn trong trồng cỏ hiện nay cũn tốt.
2.1.2. Điều kiện địa chất
2.1.2.1. Đặc điểm đất đai thổnhưỡng
Vựng nghiờn cứu nằm trong vựng đồng bằng tớch tụ hỡnh thành nờn do quỏ trỡnh phự sa bồi đắp của sụng Mó nờn đất đai ởđõy rất màu mỡ, thớch hợp cho việc
trồng cõy ăn quả và cõy lương thực. Thành phần khoỏng vật chủ yếu là cỏc thành
phần khoỏng dời, đú là đất phự sa, sột, riờng phường Hàm Rồng nơi cú một số ngọn
nỳi và đồi thấp cú sự hiện diện của đất bazan phong phỳ chủ yếu ởcỏc đồi, chõn nỳi
Hàm Rồng, nỳi Quyết Thắng và một số mỏ đỏ vụi tự nhiờn đang hoạt động khai thỏc. Ngoài ra một số xó ven sụng cú mỏ sột cao lanh làm nguyờn liệu sản xuất gạch ngúi.
2.1.2.2. Đặc điểm địa chất thủy văn
Cỏc tầng chứa nước lổ hổng
- Tầng chứa nước lỗ hổng halocen trờn
Mực nước cỏch mặt đất từ 1-2,5m. Độ cao tuyệt đối của mực nước vào mựa
mưa lớn nhất 1,9 - 3,0m , và nhỏ nhất là mựa khụ 0,8-1m chứa nước trung bỡnh. Độ
tổng khoỏng hoỏ thay đổi từ 0,3-0,4g/l dể nhiễm bẩn, cấp nước nhỏ kiểu giếng khơi.
- Tầng chứa nước lổ hổng halocen dưới
Khảnăng chứa nước của tầng này bị hạn chế. Chiều dài tầng chứa nước từ 22-
25m. Nước cú tổng khoỏng hoỏ nhỏ ớt khi vượt tới 1g/l. Nước dưới tầng halocen
dưới biểu hiện nhiễm bẩn. NO3-, NO2-,NH4+, cấp nước nhỏ kiểu UNICEF - Tầng chứa nước lổ hổng Pleistocen (qp).
Chất lượng nước tầng Pleistocen là tầng chứa nước chủ yếu, giàu nước nhất.Trờn khu vực phớa Bắc cầu Hàm Rồng với diện tớch 23 km2, nước cú tổng khoỏng hoỏ M<1g/l thuộc loại nước nhạt, chất lượng nước khỏ tốt tuy nhiờn gần danh giới mặn nờn khảnăng cấp nước hạn chế, đỏp ứng cấp nước nhỏ và vừa. - Cỏc tầng chứa nước khe nứt
Phõn bố ở vựng nỳi Quyết Thắng và nỳi Hàm Rồng. Nước chứa trong khe nứt
của đỏ cứng nứt nẻ nhỡn chung mức đo chứa nước kộm. Nước cú chất lượng tốt đỏp
ứng yờu cầu cấp nước song nghốo nờn khả năng cung cấp bị hạn chế. Chỉ cú tầng
chứa nước tầng chứa Cambri (cb) là cú triển vọng hơn. Tầng chứa nước này xuất lộ
hai bờn bờ sụng Mó gần cầu Hàm Rồng.Tầng chứa nước này là đối tượng được quan tõm, cú thểđỏp ứng nhu cầu đỏp ứng nhỏ.
2.1.2.3. Đặc điểm địa chất của vựng
a. Địa tầng
Tham gia cấu trỳc địa chất vựng Thanh Húa là cỏc trầm tớch lục nguyờn cacbonat và phun trào cú tuổi khụng liờn tục từ Nopotrozoi đến Kainozoi với tổng chiều dài 3421m. Cỏc phõn vị địa tầng trước Kainozoi lộ ra trờn bề mặt khụng đầy
đủ do bị cỏc đứt góy cắt xộn và bị cỏc thành phần trầm tớch bở rời phủ lờn trờn.
b. Hoạt động magma kiến tạo
Khu vực Hàm Rồng và cỏc vựng phụ cận nằm trong đới kiến tạo sụng Mó, giới
hạn bởi đứt góy sụng Mó ởphớa Tõy Nam, đứt góy Sơn La ởphớa Đụng bắc.
- Cỏc nếp uốn:
Trờn diện tớch vựng nghiờn cứu chỉ thấy rừ vài nếp uốn nhỏ cũn phần lớn bị
trầm tớch phủ.
Nếp lừm nỳi Quyết Thắng: Cỏc đỏ lục nguyờn silic của hệ tầng trở thành vết lừm hẹp cú cấu trỳc kộo dài theo hướng Tõy Bắc – Đụng Nam, 2 cỏnh đều cú độ
dốc từ 30-400, nơi gần đứt góy cú độ dốc lớn hơn.
- Cỏc hệ thống đứt góy
Trong khu vực thành phố Thanh Húa núi chung, khu vực Hàm Rồng rúi riờng thỡ
vật lý và cỏc tài liệu khỏc thỡ hệ thống đứt góy ở đõy bao gồm: đứt góy Hàm Rồng, nỳi Voi, Quảng Long…
c. Đặc điểm địa mạo
Đặc điểm phõn vựng địa mạo: Diện tớch vựng nghiờn cứu vềphớa Đụng Bắc của TP Thanh Húa và nằm về phớa Đụng của đồng bằng sụng Mó. Chỳng cú lịch sử
hỡnh thành gắn liền với đồng bằng chõu thổ sụng Mó.
d. Đặc điểm địa chất cụng trỡnh:
Vựng nghiờn cứu cú thể chia làm hai khu vực chớnh: Khu nỳi và đồi bao
gồm cỏc đất đỏ cú tớnh chất cơ lý bền vững hơn cú thể xõy dựng cỏc cụng trỡnh lớn
tuy nhiờn cần lưu ý khảnăng trượt theo mạch lớp. Và khu đồng bằng, nơi đất đỏ cú
tớnh chịu lực kộm hơn, tựy khu vực xõy dựng cần phải điều tra kỹ và phải cú giải phỏp xử lý nền múng.
2.1.3. Điều kiện khớ tượng thuỷvăn
a. Thủy văn:
Thanh húa cú nguồn tài nguyờn nước khỏ phong phỳ. Mạng lưới sụng, hồ khỏ dày (30 con sụng lớn nhỏtrong đú cú 4 con sụng chớnh là sụng Hoạt, sụng Mó, sụng Yờn, sụng Bạng) và cỏc hồ như hồ Yờn Mỹ, đập sụng Mực, đập Bỏi Thượng, hồ
Bến En và hàng trăm hồ, đập nhỏ khỏc phõn bố rải rỏc trờn địa bàn tỉnh. Hàng năm
sụng Mó đổ ra biển một khối lượng nước khỏ lớn khoảng 17 tỷ m3, ngoài ra vựng
biển rộng cũn chịu ảnh hưởng của thủy triều, gõy nhiễm mặn vựng cửa sụng và
đồng ruộng vựng ven biển.
Sụng Mó là con sụng lớn nhất chảy qua tỉnh Thanh Húa. Lưu lượng nước trung
bỡnh hàng năm của sụng Mó tại trạm Cẩm Thủy đạt 330 m3/s. Lưu lượng thỏng
trung bỡnh lớn nhất đạt 841 m3/s (thỏng 8), thỏng nhỏ nhất 95.5 m3/s (thỏng 3). Độ
chờnh lệch giữa thỏng lớn nhất và thỏng nhỏ nhất gấp gần 10 lần. Mực nước trung
bỡnh năm đạt 12.25m, thỏng cao nhất đạt 12.64m, thỏng thấp nhất đạt 11.46m. Lưu
lượng cực đại và cực tiều chờnh lệch nhau quỏ nhiều. Lưu lượng cực đại là 3070
m3/s và lưu lượng cực tiểu là 936 m3/s.
Mực nước thiết kế tại trạm thuỷvăn Giàng là: (+7.51) ứng với K37 đờ hữu sụng Mó. Tại khu vực K39+350 ~ K40+742: Cao trỡnh mực nước TK là (+ 6.80) ứng với
hạ lưu chõn cầu Hàm Rồng cũ đờ hữu sụng Mó. (Căn cứ quyết định số 606/QĐ- BNN-TCTL [5] đoạn K36+00 ữ K51+00 đờ hữu sụng Mó là đờ cấp I và mực nước
thiết kếđờ cho cỏc tuyến đờ tỉnh Thanh Húa theo Quyết định 2534/PCLB [6])
- Mực nước lũ max điều tra năm 2007 là: +5.40
- Mực nước kiệt điều tra là: -1.28
b. Khớ hậu: Khớ hậu vựng TP Thanh Húa bị chi phối bởi nền khớ hậu chung của tỉnh,
được hỡnh thành dưới sự tỏc động tương hỗ của 3 nhõn tố: địa lý, hoàn lưu, và bức
xạ. Thanh Hoỏ nằm trong vựng khớ hậu nhiệt đới giú mựa với 4 mựa rừ rệt. Mựa hố núng, ẩm mưa nhiều và chịu ảnh hưởng của giú phơn Tõy Nam khụ núng. Mựa
đụng lạnh, mưa ớt, chịu ảnh hưởng của giú mựa Đụng Bắc. Hướng giú phổ biến mựa
Đụng là Tõy Bắc và Đụng Bắc, mựa hố là Đụng và Đụng Nam.
Về bức xạ: Thanh Húa cú bức xạ nội chớ tuyến. Hàng năm cú 2 lần Mặt Trời đi
qua thiờn đỉnh, độ cao Mặt Trời lớn, thời gian chiếu sỏng quanh năm và lượng bức
xạkhỏ cao, cỏc thỏng trong năm đều cú giỏ trị dương.
Nhiệt độ khụng khớ cú nền nhiệt độ cao, tổng tớch ụn 8.500-8.600°C/năm, biờn độ nhiệt trong ngày lớn, từ 5,5 - 7°C, biờn độnăm từ 11 - 13°C, nhiệt độ trung bỡnh thỏng 23 - 24oC, nhiệt độ thấp nhất chưa dưới 8oC.
Mưa: Thanh Húa cú lượng mưa khỏ lớn nhưng biến động rất phức tạp theo khụng gian và thời gian, thỏng thấp chỉ đạt 2 - 3 mm, thỏng cao nhất đạt tới 503,7 mm. Phần lớn cỏc nơi đạt từ 80 - 120 mm/thỏng. Lượng mưa trung bỡnh nhiều năm
toàn tỉnh đạt khoảng 1600 - 2300 mm/năm, mỗi năm cú khoảng 90-130 ngày mưa.
Mựa mưa bóo ứng với mựa giú Tõy Nam từthỏng 4 đến thỏng 10 hàng năm, tập trung vào thỏng 5, 6. Trong cỏc thỏng này, lượng mưa chiếm đến 80% lượng mưa cả
năm. Mựa khụ từ thỏng 11 đến thỏng 3 năm sau, mưa ớt nhất vào thỏng 1 và thỏng 2.
Độ ẩm trung bỡnh 85 - 87%, phớa Nam ẩm hơn phớa Bắc, cú ngày độ ẩm trờn 90%, số
giờ nắng bỡnh quõn khoảng 1600-1800 giờ. Hàng năm vựng biển Thanh Húa chịu ảnh
hưởng trung bỡnh từ 3-4 cơn bóo và ỏp thấp nhiệt đới, tập trung vào cỏc thỏng 8, 9, 10.
Nhiệt độ trung bỡnh 230C - 240C, nhiệt độ giảm dần khi lờn vựng nỳi cao. Hướng giú
2.2. Phõn tớch cỏc nguyờn nhõn gõy mất ổn định kết cấu kố. 2.2.1. Ảnh hưởng của dũng chảy trong sụng 2.2.1. Ảnh hưởng của dũng chảy trong sụng
Đõy là đoạn lũng sụng thu hẹp nhiều do 2 bờ đều cú nỳi, trờn lũng sụng lại cú cỏc mố cầu, đỏy sụng rất sõu (-31.00), từ mặt bờ sụng đến đỏy sụng chờnh cao tới
35 m, lưu vực sụng Mó chảy về đõy gần 29.000Km2 với lưu lượng lũ hơn 600.000
m3/s lại chịu ảnh hưởng trực tiếp của thuỷ triều. Cỏc yếu tố tự nhiờn đú làm cho
lũng sụng bị xúi lởkhỏc thường (sõu hơn 30m) đó gõy ra sự cố cục bộ.
Kố nằm ở bờlừm đoạn sụng cong, trong đú ảnh hưởng cục bộ của mố nhụ ở phớa bờ Bắc cầu Hoàng Long là rất lớn. Về mựa lũ, dũng chủ lưu thỳc thẳng vào kố (bờ
Nam kố Hoàng Long) làm cho đất phần dưới chõn kố bị xúi dẫn đến tụt phần kố ở trờn. Ảnh hưởng của thuỷ triều: Ảnh hưởng của thuỷ triều rừ rệt nhất là vào mựa
nước trung, nước kiệt. Khi triều lờn, lưu tốc trong sụng nhỏ, khụng gõy ra xúi.
Nhưng khi triều rỳt, độ dốc mặt nước sụng lớn, lưu tốc dũng chảy lớn, đặc biệt ở bờ
lừm vị trớ phớa dưới chõn kố. Nếu đất ởđõy khụng được bảo vệ thỡ xúi là vấn đề khú trỏnh khỏi.
Trước khi xõy dựng kố, lũng sụng đang cú trạng thỏi ổn định tương đối. Mặc dự chõn mỏi cú bị xúi nhưng tải trọng bờn trờn chưa đủ lớn đểgõy ra trượt. Khi xõy
dựng kố là tăng tải trọng lờn trờn thõn và đỉnh mỏi nờn gõy ra trượt.
Như vậy kố bờ hữu Hàm Rồng ở vào một vị trớ rất bất lợi, dũng chảy vềmựa lũ
và cả mựa kiệt đều thỳc thẳng vào kố và phần đất bờ sụng dưới chõn kố. Trong khi
đú cỏc thiết kế trước đõy chưa chỳ trọng bảo bệ phần đất dưới chõn kố, dẫn tới xúi
lở khoột sõu vào, làm sạt lở và tụt phần thõn kố phớa trờn.
2.2.2. Ảnh hưởng của điều kiện địa chất 2.2.2.1. Tài liệu địa chất khảo sỏt năm 2009 2.2.2.1. Tài liệu địa chất khảo sỏt năm 2009
Theo đềcương khảo sỏt thiết kếnăm 2009 đoạn từ K39+350 – K39+425 khụng
khảo sỏt địa chất. Mọi tớnh toỏn ổn định trong thiết kếđều tớnh toỏn với cỏc thụng số