Những vấn đề cần chú ý khi khai thác cát sạn xây dựng đáy biển

Trên thế giới hiện nay cát xây dựng đáy biển được khai thác ở độ sâu 0-35 m nước, một số nước như Nhật Bản đã có những con tàu khai thác ở độ sâu 30-50 m nước và có thể tới 80 m hoặc sâu hơn. Mặc dù việc tìm kiếm và khai thác cát sạn hiện tại và tương lai rất cấp thiết và có vai trò quan trọng nhưng gặp phải một số khó khăn: khả năng làm giảm nguồn lợi tài nguyên vùng biển nông (thuỷ sản), khả năng làm tăng sự xói lở bờ biển, phá huỷ môi trường, sự quản lý nghiêm ngặt trong việc khai thác mỏ của các nhân viên Nhà nước và sự tranh chấp với ngành thuỷ sản.
Để tiến hành tìm kiếm và thăm dò cát sạn đáy biển cần tiến hành các công việc sau:

• Lấy mẫu tầng mặt bằng cuốc và ống phóng có trọng lượng lớn, nhất là sử dụng ống khoan rung (vibrocore).
• Chụp ảnh đáy biển bằng các máy ảnh chụp dưới biển gắn với cuốc.
• Đo độ sâu đáy biển bằng máy đo sâu hồi âm
• Chụp ảnh hình thái đáy biển bằng đo tầm xa hồi âm (sonar) quét sườn
• Khoanh diện tích và chiều dày các lớp cát theo kết quả khảo sát bằng máy địa chấn nông, độ phân giải cao và dùng nguồn Sparker hoặc Boomer.
• Các mẫu lấy được cần phân tích các thông số khác nhau để xác định chất lượng của cát sạn như đã trình bày ở trên.

Một trong những vấn đề quan trọng nhất khi khai thác sử dụng cát sạn là làm giảm độ muối của chúng. Thông thường khi khai thác dưới đáy biển nông cát sạn thường chứa khoảng 0,25 - 0,35% muối ăn, việc sử dụng loại cát như vậy sẽ làm rỉ sắt, thép, giảm độ chịu nén của bê tông.
 Do đó ta phải tìm cách rửa muối đến khi còn lại 0,04% trọng lượng hoặc ít hơn. Để đạt được mục tiêu này trong thực tế ở Nhật đã dùng các phương pháp sau:

• Rửa cát ngay trên tàu hoặc trên bờ bằng nước ngọt.
• Đổ cát thành đống và ngâm nước mưa trong một thời gian.

Phương pháp rửa trên tàu hoặc trên bờ sẽ tiết kiệm được thời gian nhưng lại đòi hỏi khối lượng lớn nước ngọt, hàm lượng bột sét sẽ làm cho không rửa được hết và lượng muối ở phần đáy lại thấp hơn phần trên do phần trên được rửa ít hơn. Trước khi rửa muối bằng nước ngọt, tốt nhất nên sàng lọc các hạt bột và sét.
Phương pháp rửa muối bằng nước mưa có hiệu quả trong việc khai thác nhỏ, bởi vì nó phụ thuộc vào đặc điểm cát sạn và lượng nước mưa thông thường không có liên tục. Hiệu quả rửa muối bằng nước mưa đạt tới 90% khi lượng mưa đạt 180 mm/năm và chiều dày của lớp cát là 80 cm.
Phương pháp rửa bằng máy móc cho phép ta theo dõi được chất lượng tốt hơn 2 phương pháp trên nhưng cần nhiều nước, thông thường là 1,5 m³ nước cho 1 m³ cát.
Mối quan hệ giữa hàm lượng nước trong cát sạn và hàm lượng muối tỷ lệ thuận, có nghĩa là lượng nước trong cát sạn cao thì lượng muối trong cát càng nhiều; do đó, để có hiệu quả hơn, trước khi rửa muối cần hút bớt nước bằng cách "ly tâm" làm giảm từ 30% nước xuống chỉ còn 5% với tốc độ hiệu quả là 100 G, còn về sau nếu tăng lực ly tâm thì lượng nước sẽ không thay đổi đáng kể. Phương pháp rửa muối đang được nghiên cứu và hoàn thiện ở nhiều nước trên thế giới. Ở Việt Nam, vừa qua các phương tiện thông tin đã đưa một số giải pháp xử lý để dùng cát vùng nước mặn để xây dựng nhà ở và các công trình.
Vấn đề thứ hai là hàm lượng carbonat dạng hạt mịn hoặc vỏ sò trong cát đáy biển nông. Sự có mặt của vật liệu này làm giảm sức bền của bê tông. Thông thường loại cát có trên 5 -7 % carbonat không nên sử dụng làm cát bê tông cho các công trình cần chịu lực lớn và khi có hàm lượng > 15% không nên dùng để làm bê tông.
Trong cát sạn tầng mặt đáy biển Việt Nam chứa một lượng kết vón laterit với hàm lượng thay đổi từ 1 - 2 đến 30%. ảnh hưởng của các kết vón này trong cát sạn đổ bê tông chưa được nghiên cứu.
Cát sạn đáy biển thường phân bố trên diện rộng, khối lượng lớn nhưng giá trị thấp, khi khai thác phải đền bù cho ngành thuỷ sản, nhất là những ngư trường. Cho nên khi tiến hành thăm dò và khai thác một vùng nào, cần phải bàn bạc, thoả thuận với các người dân và ngành thuỷ sản. Ở Nhật, một số vùng khai thác cát sạn đáy biển đã tiến hành có kết quả khi thực hiện được công tác này.
Cát sạn thường có giá trị kinh tế không cao nên khi tiến hành thăm dò và khai thác phải tính toán sao cho khai thác có hiệu quả và lâu dài. Giá cát xây dựng đáy biển thay đổi tuỳ theo kiểu loại, đặc điểm của nguồn cung cấp, giá thành vận chuyển, hợp đồng và các dịch vụ cung cấp khác