- Đất tầng mặt thuộc phụ hệ tầng Thái Bình có thành phần cơ học là cát
4.4. Ảnh hưởng của thành phần độ hạt và khoáng vật tới đ ặ c tính cơ lý của trầm tích H olocen m uộn
4.4.1. Đ ặc tín h cơ lý của trầm tích H ệ tầng H ải H ưng
C ác trầm tích Đ ệ tứ bao gồm 3 nhóm: đất rời, đất dính, đất yếu và về m ặt đ ịa k ỹ th u ậ t ch ú n g đều là các lớp đất không liên kết cứng.
/ . N h ó m đất rời
N h ó m đất rời ít thấy phân bố trên bề m ặt mà phần lớn bị phủ ở độ sâu > 30 m tro n g nhóm này ta có thể chia ra các kiểu thành phần sau:
a. C á t lẫn cuội n hỏ aluvi H olocen dưới (aQ 2llíh)
C át lẫn cuội bé aluvi H olocen dưới (aQ 2 1 hh) phân bố thành dạng lớp m ỏ n g hoặc thấu kín h và hầu như bị phủ ở độ sâu 15 - 20 m trờ xuống, có bề
Đ ặcđiểm độ hạt và khoáng vật của các trầm tích Đệ tứ vùng cửa sông Ba Lạt và tai biến liên quan
dày lởn n h ấ t 2 0 m, k ế t c ấu bơ rời, bão hoà nước. Không có số liêu vể tính chất c ơ lý cu a lơp này, tuy nhiên kết quả của m ột số nghiên cứu cho thấy sức chịu tải củ a lớp đất này chỉ vào khoảng 1 , 2 kg/cm2 có thể làm nền thiên nhiên •h o các cô n g trình hạng nhỏ.
4.4.2. Đ ặc tín h cơ lý của trầm tích H ệ tầng T hái B ình 1. N h ó m đất rời
a. Cát phù sa sông hiện đại (aQ2 3 tb )
C át dạn g này phân bố thành những dải hẹp ven các sông lớn (sông Đ áy, sông H ồng ), thành phần khoáng vật là thạch anh, si lie lẫn nhiểu vảy m ica trắng, k ế t cấu rời rạc khô hoặc ẩm, chiều dày lớn nhất 2 0 m, nhóm hạt lớn hơn 0,1 m chiếm 15 - 20 % còn cỡ hạt nhỏ hơn chiếm từ 80 - 85% thuộc cát hạt m ịn, h àm lượng S i02 50 - 52 %, m ica chiếm 12 - 15%, felspat 3 - 6% các o x it khác 20% , tạp chất hữu cơ 1,5 - 2%, tính thấm nước kém .
Đ ặc trưng cho loại trầm tích này là tỷ trọng thấp không vượt quá 2,7 (bảng 4.4); sức chịu tải từ 1 — 1,5 kg/cm2 . Loại đất này thường ổn định với các công trìn h nhỏ, cát phù sa sông hiện đại chỉ có ý nghĩa khi xây dựng các công trìn h cầu cảng, cầu vượt sông và dùng làm vật liêu xây dựng.
Bảng 4 .4 T ính chất c ơ lý của m ột số loại đất nhóm phù sa sông hiện đại
K h u vực Y ( g /c m 3) yc ( g /c m 3) A e mu e rain d ư a k N a m Đ ịn h 1,93 - 2.68 - 0.88 28° 2 0 ’ - S ông H ồ n g 1,90 1.45 2 ,7 0 1,61 0,66 3 5 °3 6 ’ 2 8 °3 0 ’ S ông Đ à o 1,89 1,44 2,69 1,45 0,58 38°8’ 36 °2 0 ’
b) C át biển hiện đại ( mQ23 tb)
C át b iển hiện đại phân bố rải rác ở ven bờ biển đồng bằng, cát có độ chọn lọc khá đồng đều, kết cấu khá rời rạc không chia lớp, cát ở khu vực ven biển này bị nhiễm m ặn. Đ ộ nhiêm m uối NaCl trong đât từ 0,5 — 2% trọng lượng c á t khô, độ k hoáng hoá trong nước ngầm đạt 3 ( g/1 ).
Đặc điểm độ hạt và khoáng vệt của các trầm tích Đệ tứ vùng cửa sõng Ba Lạt và tai biến liên quan
B ang 4.5 T ính chất cơ lý của một sô loại cát biển hiện đại Chỉ tiêu Khu vực Y (g/cm3) A ^ m u ^ min a ư a k Nam Định 1,80 2,7 1,50 0,63 35°43’ 28°04’ 2. N h ó m đất d ính
N hóm đ ất này phổ biến khắp mọi nơi trong khu vực Nam Đ ịnh dựa vào nguồn gốc th àn h tạo ta có thể chia ra làm nhiều phụ nhóm.
a) C át p h a sông - biển hiện đại ( amQ23 tb )
C át pha sông — biển hiện đại phân bố ở cửa sông đổ ra biển, thành phần thạch học chủ yếu là cát, sét chứa khoảng 10 - 15%, lẫn khoảng 1 - 2 % sỏi và ít tàn tích thực vật, phân chia lớp rất phức tạp chiều dày khoảng 15 - 30 m, đặc trung cho phức hộ thạch học này là độ ẩm tự nhiên xấp xỉ giới hạn chảy, chỉ số dẻo nhỏ hơn 7, độ bền thấp sức chịu tải không quá 1,5 kg/cm2 kém thuận lợi cho cho xây dựng, các chỉ tiêu cơ lý được tổng hợp ở bảng 4.6.
Bảng 4.6 Tính chất cơ lý của cát pha sông-biển hiện đại
Khu w % Y A G e W L Wp tp c a
vực ( g /c m 3) (%) (%) (%) (°) (kg/cm 2) ;cm2/kg;
Nam Đinh
30,3 1 , 8 8 2,71 90,1 0,98 32,1 26,2 15°5 0 , 2 0 ,0 2 0
b) S é t p h a bồi tích sông hiện đại ( aQ2 3 tb)
T rầm tích sét pha sông hiện đại lộ ra từng m ảng lớn ờ khu vực nghiên cứu có m àu xám vàng, xám sáng, lẫn nhiều vảy m ica m àu trắng và m ột ít tàn tích thực vật phân huỷ kém , phân chia lớp phức tạp đôi khi kẹp các lớp m ỏng thấu kín h cát thạch anh hạt m ịn chiều dày lớn nhất là 2 0 m, nhóm hạt cát trung bìn h từ 15 - 20 %, bụi từ 45 - 50 %, sét từ 20 - 25% . N hìn chung đất ở trạng thái xốp chưa bị nén chặt, hệ số lỗ hổng xấp xỷ hoặc lớn hơn 1, độ bên tương đ ối tốt sức chịu tải 1 , 5 - 2 kg/cm 2, thích hợp cho các công trình hạng nhỏ và vừa. T ính chất cơ lý được thể hiện ở bảng 4.7.
Đặc điểm độ hạt và khoáng vật của các trầm tích Đệ tứ vùng cửa sông Ba Lạt và tai biến lièn quan
B ảng 4 .7 T ính c h ấ t cơ lý của sét pha bồi tích sông hiện đại ( aQ23 tb)
Khu w % y A G e WL Wp 9 c a vực R/cm3 (%) (%) (%) (°) kg/cm2(cm2/kg) Nam Đinh 32,8 2 , 0 2 2,7 96,1 0,92 37,4 2 2 , 1 18°57’ 0,18 0,037
c) S é t bồi tích sông hiện đại ( a Q /tb )
Sét bồi tích sông hiện đại phân bố dạng lớp m ỏng hoặc các thấu kính nhỏ dày từ 0,5 - 2 m , sét m àu vàng nhạt, dẻo m ịn, chia lớp hết sức phức tạp, nhóm h ạt c á t 10 - 20 % bụi 40 - 50 %, sét 30 - 40 %, tính chất cơ lý được thể h iện ở b ảng 4.8.
Bảng 4.8 Tính chất cơ lý của sét bồi tích sông hiện đại ( aQ ị3tb )
Khu w Y A G e WL Wp <p c a
vực % (g/cm3) (%) (%) (%) (°) (kg/cm2) (cm 2/kg)
Nam Định
34,5 1,78 2,7 95,3 0,95 40,4 2 2 , 2 20°30 0,38 0,06
T ừ số liệu này cho ta thấy dất có độ bền và nén lún trung binh, sức chịu tải 1,5 - 2 k g /cm2 song vì diện tích phân bố hẹp nên ít có ý nghĩa thực tế.
d) S é t biển (m Q j 3 vp )
Sét b iển lộ ra từng m ảng lớn trên mật ở đồng bằng N am Đ ịnh, sét m àu xám xanh hay xám trắng, không chia lớp m ịn và dẻo, phần trên chớm bị laterit hoá m àu trắng vân vàng chiều dày từ 2 - 4 m thành phần khoáng vật chính của sét là kaoninit, hydrom ica, m onnoriolit, các khoáng vật khác là thach anh clorit, lim olit, độ chọn lọc cap hạt trong đât tương đôi cao, nhom hạt cát 20 - 2 5 % hạt bụi 35 - 40% và hạt sét 30 - 35%.
T ính c h ấ t cơ lý c ủ a đất sét nguồn gốc biển được thể hiện tại bảng 4.9. Bảng 4.9 T ính chất cơ lý của đất sét biển hiện đại
Khu vưc w % g/cmy 5 A G (%) e WL (%) Wp (%) (°)<p c (kg/cm2) a (cm2/kg) Định Nam 45,6 1,75 2,7 98,2 0,84 46,4 25,8 16° 0,28 0,02
Đặc điểm đõ hat và khoáng vât cùa các trầm tinh - __„ , .. .
_______ ucn tJe tư vun9 cửa sông Ba Lạt và tai biến liên quan
L oại hình thạch học này có thể dùng làm nền thiên nhiên khá tốt cho các cô n g trình xây dựng dân dụng và công nghiệp nhưng một điều đáng chú ý đó là sức kh án g cắt của đất sẽ giảm đi rất nhiều do ảnh hường áp lực nước ■ trong tân g cát cuội sỏi nằm dưới các kết quả nghiên cứu cho rằng khi độ ẩm
từ 25 - 30 % tăng lên 50 - 60% , lực dính của đất sẽ giảm xuống 0 1 - 0 2 k g/cm 2.
3. N h ó m đất yếu
N hom đât yêu pho biến khãp nơi trong vùng, trong đới hoạt động của công trin h dất yêu chiêm 30 — 50% đối với đất yếu ta có thể chia ra làm 3
kiểu thạch học sau.
a) B ù n cát p h a nguồn gốc lục địa ( bQ23tb, aQ23tb )
Bùn cát pha nguồn gốc lục địa được thành tạo trong lòng hồ hoặc đầm lầy ven rìa đồng bằng đó là bùn xám tro, xám đen chứa 1 0 - 2 0 % tạp chất hữu cơ, có chiều dày từ 1 - 5 m. N hóm hạt cát 50 - 6 0 % hạt bụi 20 - 30 %, hạt sét 3 - 5 %, độ ẩm tự nhiên thường lớn hơn giới hạn chảy, kém thuận lợi cho x ây dựng.
b) B ù n sét và bùn sét ph a nguồn gốc đầm lầy ven biển
Bùn sét và bùn sét pha nguồn gốc đầm lầy ven biển được thành tạo trong các giai đoạn khác nhau do hậu quả cùa nhiều đợt biển tiến vào đồng bằng, bùn có m àu xám tro, xám đen lẫn nhiều tàn tích thực vật phân huỷ kém chiều dày từ 1,5 - 30 m, nhóm hạt cát 20 - 30%, hạt bụi 35 - 45% , hạt sét 25 - 35% . K ết q u ả tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của bùn sét và bùn sét pha được trình bày ở bản g 4.10.
B ảng 4.10 Tính chất cơ lý của trầm tích bùn sét và bùn sét pha nguồn gốc đầm lầy ven biển
K hu vực w (% ) r (g /c n r) A G (%) e W L (%) W p (%) <p (°) c (K G /cm 2) a (cmVkg) N a m Đ ịn h 4 7 ,2 1,62 2 ,6 9 97 1,35 35,5 2 1 ,2 7 " 3 0 ’ 0 ,1 2 0 ,1 8
Đặc điểm độ hạt và khoáng vật của các trầm tích Đệ tứ vùng cửa sõng Ba Lạt và tai biến liên quan
Đ ặc trung cho k iểu thạch học này là độ ẩm tự nhiên khá lớn từ 45 — 50
% gấp 1,1 — 1,4 giơi hạn chảy, hệ số rỗng từ 1,35 — 1,68, bùn có nguồn gốc lục đìa có hệ số rông nhỏ hơn bùn có nguồn gốc đầm lầy ven biển. Sự thay đổi hộ sô rông có quy luật, hệ số rống lớn nhất là thường là bùn hiện đại (1.67 — 1,68 ) và thấp n hất là bùn Pleistocen bị chôn vùi dưới sâu (1,44—1,51) tương ứng vói giá trị tỷ trọng trung bình 2,68 — 2,71 điều này chứng tỏ trạng thái nén ch ặt có liên qu an đến các thời tạo đá nhất định.
Sức k h á n g cắt của bùn thấp, góc ma sát trong từ 3° - 12° lực dính từ 0,06 - 0,18 cm 2/kg, sức chụi tải không quá 0,5 kg/crrr rất không thuận lợi cho xây dựng công trình và khai thác lãnh thổ.
c) T h a n bùn
Ta có thể gặp 1 hoặc 2 thấu kính hay lớp m ỏng mỗi lớp dày từ 0,1 - 2 m lớn nhất là 7 m xen kẹp với 1 lớp sét m ịn nhiễm than m àu đen dày từ 0,5 - 1 m, thường nằm ở độ sâu từ 5,5 - 1 m, đáy lót là sét hoặc sét pha màu xám tro, xám đen có khi là cát hạt m ịn hoặc bùn cát pha, bùn sét phủ lên than là sét pha m àu xám vàng của phù sa sông hiện đại hoặc lớp sét biển Holocen màu xám xanh.
T han có m àu xám nâu đỏ, xám đen rất xốp và nhẹ mềm và mủn, thành phần tạo th an chủ yếu 90 - 95 % cành và lá cây cả thân và gốc cây gỗ lớn;độ ẩm phân tích 8 - 17% ,độ tro khô từ 25% - 60 % ,chất bốc từ 50 - 70%.
V ề tín h chất cơ lí, kết quả nghiên cứu cho thấy rằng độ ẩm tự nhiêrv.80 -1 4 0 % lớn gấp 2 lần giới hạn chảy, trị số dung trọng 1,2 - 1,45 g/ cm 3, tỷ trọng 1,5 - 1,6, hệ số rỗng từ 2 - 5 góc ma sát trong (5 - 7)°tương úmg với lực dính 0,05 - 0,2 k g / cm 2, hệ số nén lún cao 0, 24 cm 2/kg;sức chịu tải thấp.
4.4.3. T ính ch ất cơ lý của m ẫu đất tại m ột số điểm nghiên cứu trong vùng + M ẫu trầm tích m ặt lấy tại huyện Giao Thuỷ và Hải Hậu
M ẫu trầm tích m ặt lấy để thí nghiệm thuộc nhóm trầm tích sông hệ thống sông H ồng. M âu được lấy tại các điểm khác nhau ở khu vực Giao Thuý và H ải H ậ u bằn g các ống nhựa có đường kính 90 mm. Thành phần chủ yếu là sét pha m àu n â u xám , trạng thái dẻo chảy. Kêt quả nghiên cứu cho thây tính dẻo của đất khá cao (12.5- 26% ), ít thay đổi theo diện phán bô' (bảng 4.11).
Đặc đlổm độ hạt và khoáng vật của các trâm tích Đệ tứ vùng cửa sông Ba Lạt và tai biến liên quan
Bảng 4.11 Tính dẻo của đất sét trẩm tích mặt tại khu vực XuânThuỷ, Nam Định
K í hiệu m ẫu W L(%) Wp(%) Ip(%) 1 T01-284 48,9 28.2 20.7 2 T01-179 57,0 38.0 19.0 3 T01-341 60,0 35.9 24.1 4 T 01-478 63.8 41.2 22.6 5 T 01-324 61.9 36.9 25.0 6 T01-173 62.3 43.9 18.4 7 T01-258 51.8 39.3 12.5 8 T 01-260 56.1 42.3 13.8 9 T01-177 62.9 37.1 25.8 10 T01-169 57.7 32.1 25.6
Ghi chú: WL(%): Giới hạn clidy; Wp(%): Giới han dẻo; lp(%): Chì sô'dẻo
+ Mẫu nguyên trạng lấy theo độ sâu lỗ khoan
Tại lỗ khoan LK6-GT, 4 mẫu nguyên trạng có chiều dài từ 0,2-0,3 m được cắt ra từ các mẫu dài 0,8 m dùng cho các thí nghiệm xác định các tính chất vật lí và cơ học của đất (bảng 4.12).
Bảng 4.12 Tính chất cơ lý của mẫu thuộc LK6-GT (Xuân Thuỷ, Nam Đinh).
Đô sâu Thành phần hạt Tính chất vật lý Tính chất cơ học Cát Bột Sét w WL we Ip B c <p m % % % % % % % kGlcm2 độ 7,8-8,0 3,9 54,0 42,1 28 41,0 26,5 14,5 0,10 0,250 11°35 14,2-14,4 0,3 47,0 52.7 44 54,8 37,9 16,9 0,36 0265 5°50’ 23,7-24,0 3,6 48,0 48,4 41 51,1 35,2 15,9 0,36 0,180 6°50’ 32,0-32,3 9,5 63,0 27,5 40 34,8 23,3 11,5 1,45 0,082 9°38’ Theo phân chia địa tẩng tại lỗ khoan LK6-GT, ba mẫu đầu (đến 24,0 m) đều thuộc hệ tầng Thái Bình, còn mẫu cuối (32,0-32,3m) thuộc hệ tầng Hải Hưng, phần trên. Theo độ sâu hàm lượng sét có xu hướng giảm đi tà 52,7% xuống còn 27,5%, kéo theo giá trị chỉ số dẻo cũng giảm 16,5 % xuống còn 11,5 % (bảng 4.12).
Độ hạt hệ tầng Thái Bình, phần thấp ít biến đổi theo độ sâu (sét và bột có thành phần dao động 42-54%, cát 0,3-3,9%). Riêng hệ tầng Hải Hưng, phần trên cấp hạt sét giảm mạnh từ 48,4% (tại 23.5m) chỉ còn 27,5% (tại 32m) kéo theo sự tăng tương ứng của hai cấp hạt là bột và cát. Tại phần thấp của hệ táng Hải Hưng hàm lưọng sét lại có chiều huớng tăng cùng với hàm lượng bột, kéo theo sụ giảm đáng kê hàm lượng cát (từ 22% xuống còn 4,2%) (hình 4.3).
Đặc điổm độ hạt và khoáng vật của các trâm tích Đệ tứ vùng cửa sỗng Ba Lạt và tai biến liên quan
Phần trăm (%)
0 20 40 GO 80 100
Hình 4.5 Biến thiên thành phần hạt của trầm tích Holocen theo độ sâu tại lỗ khoan LK6-GT.
Đề tài Q T - 0 1 -2 0 50
Đặc điểm độ hạt và khoáng vặt của các trầm tích Đệ tứ vùng cửa sông Ba Lạt và tai biến liên quan
Theo độ sâu lỗ khoan từ 7,8m đến 32 m thành phẩn của đất chủ yếu là sét pha, màu xám nâu, xam vang, có ham lượng sét tăng, độ ẩm tự nhiên tăng, đất chuyển từ dẻo cứng đến dẻo chảy, sức chống cắt thấp (C = 0,18 - 0.25 kg/cm2- <p = 5 ° 5 0 - 11°35).
Lớp đất trầm tích thuộc hệ tầng Hải Hưng, phần trên có 1 mẫu phân tích lấy từ độ sâu 32-32,3 m có thanh phần thạch học là bột sét chúa cát (bùn sét pha) trang thái chảy (B=l,45). Với các tinh chất này, về mặt xây dựng đây cũng được xem là một tẩng đất yếu.
4.4.4. M ộ t s ố nh ậ n x é t về đặc tính địa k ỹ thuật (ĐKT) của các loại đất vù n g ven biển Đ B S H
Đ ất vùng ven biển là những thành tạo trẻ được hình thành mới đây và các đặc trưng cơ lý của chúng đều chịu ảnh hưởng của quá trình xâm nhập m ặn. Sau đây là m ột số đặc tính Đ K T của chúng (bảng . 4 ( 3 ) .
+ Cát p h a biển hiện đại (m Q 23 tb) có thành phần chủ yếu là thạch anh hạt m ịn tu y ển chọn tốt; nhóm hạt cát trung bình: 64,47% , bụi: 14%; sét: 21,6% ; dung trọng khô: 1,44 g/ cm 3, tỷ trọng: 2,66 g/cm 3, hộ số rỗng: giao động từ 0,58 - 1,3, trung bình 0,8; góc dốc tự nhiên: 18°47’ - 38°29’ ; hệ số nén lún rất bé: từ 0,03 - 0,02, trung bình 0,01 lc m 2/kg.