Bài giảng Địa chất công trình - Chương 5: Nước dưới đất và ảnh hưởng của NDĐ đến xây dựng công trình

9/15/2015

Nội dung

Chương 5

1 Các dạng tồn tại của nước ở trong đất, đá

2 Các tầng chứa nước dưới đất

NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NDĐ ĐẾN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

3 Vận động của nước dưới đất

4 Các ảnh hưởng xấu của nước dưới đất với xây dựng công trình

¤ 5.1. TRẠNG THÁI VÀ DẠNG TỒN TẠI CỦA NƯỚC TRONG ĐẤT ĐÁ

Mực nước dưới đất

Nước chứa trong lỗ rỗng và khe nứt của đất đá dưới mặt đất

1. Nước ở trạng thái hơi, tồn tại trong các lỗ rỗng, Nước tự do, nước liên kết vật lý nằm ngoài hạt, bị kẽ nứt trong đới thông khí đẩy ra khỏi đất đá khi nung đến 1050C 2. Nước tự do: Các loại nước này là thành phần gây nên độ ẩm của đất đá Sự có mặt và lượng chứa của các loại nước này • Nước mao dẫn • Nước trọng lực • Nước bất động làm thay đổi tính chất xây dựng của đất đá

3. Nước liên kết vật lý - được hút và giữ lại trong đất đá nhờ lực hút tĩnh điện và lực hút phân tử 4. Nước liên kết hoá học - tham gia vào thành phần Nước trọng lực vận động trong đất đá gây nên các hiện tượng địa chất bất lợi cho xây dựng công trình hạt dưới dạng gốc OH- 5. Nước kết tinh - tham gia vào thành phần hạt dưới dạng phân tử nước

1 9/15/2015

Chú ý

Đối với xây dựng công trình chúng ta quan tâm đến nước liên kết vật lý, nước tự do

Nước kết tinh và nước kết hợp hoá học nằm bên trong hạt, tức là tham gia vào thành phần của hạt đất đá.

Nước kết tinh tham gia dưới dạng phân tử nước, ví dụ: CaSO4.2H2O, Na2CO3.10H2O, bị đẩy ra khỏi hạt khi nung đến 250 - 3000C

Nước kết hợp hoá học tham gia vào mạng tinh thể khoáng vật của đất đá dưới dạng gốc OH-, ví dụ, Al2(OH)3, Al2(OH)2SiO3, bị đẩy ra khỏi hạt khi nung 300 đến 13000C. Khi đó mạng tinh thể bị phá hủy hoàn toàn

Yêu cầu khi học

¤ 5.2. CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC DƯỚI ĐẤT

Các loại nước tồn tại trong đất đá, vị trí tồn tại (trong hoặc ngoài hạt) và cách thức tồn tại (lực hút tĩnh điện và phân tử, trong mạng tinh thể) Hiểu được loại nước nào ảnh hưởng đến tính chất của đất, loại nước nào là thành phần độ ẩm của đất đá, loại nước nào gây nên các hiện tượng địa chất bất lợi cho xây dựng

Hiểu và nhớ được các mốc nhiệt độ mà các loại nước bị đẩy ra khỏi đất đá và giải thích được sự liên quan giữa chúng và các mốc nhiệt độ đó

Khái niệm tầng chứa nước và tầng nước dưới đất

Tầng chứa nước - tầng đất đá chứa nước, có

các tính chất:

tầng chứa nước treo

•Tính thấm, đặc trưng bởi hệ số thấm •Tính nhả nước, đặc trưng bởi hệ số nhả nước •Tính mao dẫn, đặc trưng bởi chiều cao mao dẫn Đối ngược với tầng chứa nước là tầng cách nước

Tầng nước dưới đất - tầng phân bố của nước

tầng cách nước

dưới đất, có các thông số:

tầng chứa nước

•Hệ số thấm, K m/ngđ, m/s •Hệ số nhả nước,  = Vn/V •Hệ số dẫn nước, T = Km, m2/ngđ •Hệ số truyền mực nước; a = Kh/ Phân biệt đại lượng đặc trưng tính chất của tầng chứa nước và thông số địa chất thuỷ văn của tầng nước dưới đất

2 9/15/2015

1. Tầng nước thổ nhưỡng

Là nước chứa trong tầng đất thổ nhưỡng,

Các tầng chứa nước dưới đất 1. Tầng nước thổ nhưỡng 2. Tầng nước ngầm 3. Nước tầng trên 4. Tầng nước giữa tầng 5. Nước trong hang động karst và đứt

phân bố ngay sát mặt đất Bản chất là nước mao dẫn Trữ lượng không nhiều và chất lượng xấu Không khai thác sử dụng, không ảnh hưởng đến xây dựng công trình, ngoại trừ có thể gây ăn mòn móng

gãy kiến tạo lớn

2. Tầng nước ngầm

3. Nước tầng trên

Là nước trọng lực chứa trên các thấu kính cách nước cục bộ trong đới thông khí

Là nước trọng lực Phân bố trên các đáy cách nước liên tục kể từ mặt đất. Tầng chứa nước ngầm có 3 đới là bão hoà, mao dẫn, thông khí

Động thái thay đổi theo mùa Được cung cấp do mưa, nước mặt thấm xuống; tiêu thoát do thấm xuống tầng nước ngầm, bốc hơi Miền cung cấp, miền phân bố, miền thoát trùng Động thái thay đổi theo mùa Được cung cấp do mưa, nước mặt thấm xuống; tiêu nhau thoát ra các sông hồ, bốc hơi Miền cung cấp, miền phân bố, miền thoát trùng nhau. Trữ lượng nhỏ, chất lượng xấu, không khai thác sử dụng; có thể gây bất lợi cho xây dựng công trình

Trữ lượng lớn, chất lượng tốt, là nguồn khai thác sử dụng; có thể gây bất lợi cho xây dựng công trình

5. Nước trong hang kast và đứt gãy kiến tạo

4. Nước giữa tầng

Là nước trọng lực phân bố trong các hang và

đứt gãy có hình dạng bất định

Là nước trọng lực, có thể có áp hoặc không áp Phân bố trong tầng chứa nước kẹp giữa hai

Vận động không có quy luật nhất định nên

được xếp vào chung một loại

tầng cách nước Động thái năm Miền cung cấp, miền phân bố, miền thoát

Động thái có thể theo mùa hoặc theo ngày Được cung cấp do mưa, nước mặt thấm xuống;

tiêu thoát ra các sông hồ

không trùng nhau

Trữ lượng lớn, chất lượng tốt, là nguồn khai thác sử dụng; có thể gây bất lợi cho công trình nếu khai thác quá mức

Trữ lượng lớn, chất lượng nước trong đứt gãy tốt, trong hang karst là nước cứng, có thể khai thác sử dụng; có thể gây bất lợi cho xây dựng công trình ngầm

3 9/15/2015

tầng nước treo

phễu karst

tầng nước ngầm

Suối

hố sụt

tầng cách nước

nước giữa tầng không áp

Sông

tầng cách nước

nước giữa tầng có áp

mực nước ngầm

tầng cách nước

Các yêu cầu khi học

Hiểu được tầng đất đá chứa nước, tầng cách nước, tầng nước dưới đất, các đặc trưng tính chất của tầng chứa nước, các thông số địa chất thuỷ văn của tầng nước dưới đất

¤ 5.3. VẬN ĐỘNG CỦA NƯỚC DƯỚI ĐẤT

Phân biệt được thông số địa chất thuỷ văn của tầng nước dưới đất và đại lượng đặc trưng tính chất của tầng chứa nước

Đối với mỗi tầng chứa nước phải hiểu: - Loại nước gì - Động thái - Khả năng khai thác - Đặc điểm phân bố - Trữ lượng, chất lượng - Ảnh hưởng đến XDCT

1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN THẤM

Sự thấm: Sự di chuyển của nước dưới đất trong các

Dòng thấm phẳng: Các đường dòng song song với

nhau và song song với mặt phẳng nào đó.

khe nứt, lỗ hổng ở đới bão hòa của đất đá

Dòng thấm tầng: Các đường dòng song song với

Môi trường thấm: các khe nứt, lỗ hổng của đất đá

nhau tạo thành một dòng liên kết. • Khi vận tốc không lớn • Phần lớn nước dưới đất vận động theo quy luật

mà nước thấm qua được  Môi trường thấm đồng nhất  Môi trường thấm không đồng nhất

này

Dòng thấm rối: Dòng thấm có các đường dòng rối loại, đứt đoạn, cắt nhau, dòng thấm bị xáo trộn, tính liên kết dòng bị phá hủy • Khi vận tốc lớn • Nước trong các khe nứt, hang động lớn có áp

Đường dòng: là đường mà theo đó nước vận động. Đường dòng có thể song song hoặc không song song  Đường đẳng áp: là họ các đường vuông góc với các đường dòng. Hệ thống các đường đẳng áp và đường dòng tạo thành lưới thủy động lực học của nước dưới đất

lực cột nước cao

4 9/15/2015

 Áp lực thấm



z 

v 2

P 

 Gradient áp lực



H  x 

vFQ 

 Lưu lượng:



 Đường dòng, đường đẳng thế

Dòng thấm ổn định: Các yếu tố đặc trưng của dòng thấm (vận tốc, lưu lượng, mực nước, gradient thủy lực…) không biến đổi theo thời gian. Dòng thấm không ổn định: Các yếu tố đặc trưng của dòng thấm biến đổi theo thời gian.

 Thấm phẳng, thấm không gian (thấm hội tụ)

Lưu lượng thấm Q: lượng chất lỏng thấm qua tiết diện ướt của dòng thấm trong một đơn vị thời gian. Lưu lượng đơn vị q: lưu lượng qua tiết diện có chiều rộng là đơn vị là 1m.

2. Các định luật thấm

a. Định luật Darcy

Có thể viết lại phương trình (1) như sau : Q = K.F.J (2)

H  L 

Định luật do nhà bác học người Pháp A.Darcy tìm ra vào năm 1856, trên cơ sở kết quả nhiều lần thực nghiệm thấm qua cát.

F = F : Tiết diện ướt của dòng thấm J = : Gradien áp lực. Chính là lượng tổn thất áp lực (cột nước hạ thấp) trên một đơn vị chiều dài dòng thấm. Từ phương trình (2), suy ra:

V = K.J (3)

Q 

ΔHF L

Trong đó : V = tốc độ dòng thấm

Q F

(1)

KQ 

ΔH L



Q F

ΔH L

Nội dung định luật: “Tốc độ thấm tỷ lệ bậc nhất với hệ số thấm và gradien áp lực”.

Hệ số thấm

Giới hạn ứng dụng của định luật Darcy

ĐL Darcy:

Đối với đất sét: Sự thấm xảy ra khi J≥Jo (do lực nhớt)

v

 Thấm tầng  Môi trường thấm đồng nhất: cát đồng

nhất, cuội sỏi, đá nứt nẻ

K(J







4 3

o J, Jo : phụ thuộc loại đất. VD: sét cứng : Jo = 20 ÷30

Sự thấm xảy ra theo quy luật tuyến tính khi J ≥ Jbh  v JK)J  bh

J

(theo Roza)

Jo 4/3Jo

 Đối với đất sét, khi J>Jbh (Jbh=4/3Jo) Khi vận tốc thấm cao  chảy rối  không thích hợp ĐL Darcy  Các định luật thấm phi tuyến

5 9/15/2015

3. Dòng thấm ổn định

b. Các định luật thấm phi tuyến

d.J

Cv 

C: Hệ số, phụ thuộc độ nhẵn thành lòng dẫn và một số

điều kiện khác

 Công thức xêzi 3.1. Dòng thấm phẳng

d: bán kính thủy lực = diện tích tiết diện/chu vi ướt J: gradient thủy lực



.JK k

K k  Công thức Prôni

• Nước ngầm, đáy cách nước nằm ngang • Nước ngầm, đáy cách nước nằm nghiêng • Dòng thấm qua khu đất giữa hai sông có nước mưa cung cấp thường xuyên • Nước có áp, chiều dày tầng chứa nước Công thức Xezi - Kraxnoponxki không đổi

J tăng

Thấm rối

Thấm tầng





• Môi trường thấm không đồng nhất • Tính thấm thay đổi theo chiều dòng thấm • Tính thấm thay đổi vuông góc chiều dòng

2bv a, b: thông số phụ thuộc đặc tính, môi trường lỗ hổng

thấm

Nước ngầm, môi trường thấm đồng nhất, dòng thấm ổn định, đáy cách nước nằm ngang



.. hK



. dxq

dh dx . hdhK





Nước ngầm, môi trường thấm đồng nhất, dòng thấm ổn định, đáy cách nước nằm ngang

 Dòng thấm ổn định

const



q q 2-1

 x-1

2 h 1

2 h 2

)



)

(

qL 

hdh

2 h x

2 h 2

 K







h 1

2 ( hK 1 2

 L

2 ( hK 1 2 l 1 

)

 2 2 h 2

Lấy tích phân

(m3/ngày đêm)

q 

 L

2 hK ( 1 2

2 h 1

2 h 2



2 h 1

h  x

. l 1 

 L

2 h 1

2 xh

(

)

qL 

Tương tự, xét lưu lượng đơn vị từ mặt cắt 1 đến mặt cắt x

Phương trình đường cong mực nước dưới đất cho dòng ngầm có đáy cách nước nằm ngang

 2

)



2 x

q 

2 ( hK 1 2 l 1



6 9/15/2015

Đề bài: Người ta khoan 2 lỗ khoan hoàn chỉnh bố trí dọc theo chiều dòng thấm và trong lớp cát đồng nhất bão hoà có hệ số thấm K=75 m/ng.đ. Dưới lớp cát là một lớp sét nằm ngang cách nước có cao trình +3m. Mực nước đo được ở LK1 ở độ sâu 5m, LK2 ở độ sâu 8m. Hai lỗ khoan cách nhau 1000m, cao trình miệng LK1 là +12, LK2 là +13m. Yêu cầu: 1/ Thiết lập công thức tổng quát tính lưu lượng dòng thấm? 2/ Với số liệu đã cho, tính lưu lượng của dòng thấm đó?

Đề bài: Có một lớp cát đồng nhất bão hoà nước có chiều dày không đổi là 12m kẹp giữa 2 tầng sét không thấm nước nằm ngang. Lớp sét không thấm nước phía trên có bề dày 25m. Người ta khoan 2 LK quan trắc cách nhau 400m dọc theo chiều dòng thấm và trong lớp cát đó để theo dõi vận động của dòng thấm. trong LK1 mực nước ổn định đo được cách miệng LK là 4.5m, tương ứng LK2 là 6.5m. Lớp cát có hệ số thấm K=100m/ng.đ. Thiết lập công thức tổng quát tính lưu lượng của dòng thấm nói trên? Với số liệu đã cho, tính lưu lượng của dòng thấm đó? Tính độ sâu mực nước tại mặt cắt giữa 2 lỗ khoan?

Nước ngầm, đáy cách nước nằm nghiêng





dH dx

h .



KhdH

dH dx qdx 

 K



2 hdH 1

Nước ngầm, đáy cách nước nằm nghiêng

 Dòng thấm ổn định

const



q q 2-1

 x-1

h 

)



)

h 1 h  2 2





( hK  1 2

 L

1 l 1



h 1

h 2





Lấy trung bình chiều dày tầng chứa nước



 2

2 dH 1

)

(m3/ngày đêm)

q 

( hK  1 2

 L

)









hK (  1 2

1 l 1



Lưu lượng đơn vị thấm từ mặt cắt 1 đến mặt cắt x

7 9/15/2015

Dòng thấm qua khu đất giữa hai sông có nước mưa cung cấp thường xuyên

w

Lưu lượng dòng ngầm tại mặt cắt bất kỳ giữa 2 sông q

w.x





q 1

h

Từ định luật Darcy Từ định luật Darcy

w.x



q 1 

-Kh



hx

q  1

K

h1

h2

wxdx

K.h.J dh dx -Khdh 



dxq 1

x

L

 Lấy tích phân được

 Đáy cách nước nằm ngang, lượng nước mưa ngấm xuống

không đổi, phân bố đều, cường độ thấm w

xdx





q 1



h  dhhK- h

Dòng thấm qua khu đất giữa hai sông có nước mưa cung cấp thường xuyên

2 h 1

2 2





w.Lq  1

)

2 h x

 2

2 L 2





q x

2 ( hK 1 2

 x

Wx 2

)

2 h 2



q  1

2 ( hK 1 2

 L

WL 2

2 h 1

2 h 2

(

)





xxL 

Tại mặt cắt bất kỳ

hx 

2 h 1

W K

 L

(*)

)

2 h 2

q 





Tại mặt cắt bất kỳ

Tại đỉnh phân thủy: qx = 0, hx=hmax , x =a

 L

Thay q1 vào qx được 2 ( hK 1 2

WL 2



2 2

)

2 h 2





(

x )

q 



Kl  2

 2 h h 1  L 2.w

L 2

2 h  1 2. L

  

  

2 ( hK 1 2

L 2

 L

Dòng thấm qua khu đất giữa hai sông có nước mưa cung cấp thường xuyên

Nước có áp, chiều dày tầng chứa nước không đổi, đáy cách nước nằm ngang

Mực nước hai sông bằng nhau: h1=h2  a = L/2 (đỉnh phân thủy nằm chính giữa 2 sông)

+ h1 > h2  a < L/2 + h1 < h2  a > L/2 + a ≤ 0  nước thấm từ sông A sang sông B

Chiều cao mực nước tại đỉnh phân thủy: hmax

m M





aaL  

 h



max

2 h 1

2 1

2 2

wa  L K

8 9/15/2015

Nước có áp, chiều dày tầng chứa nước không đổi, đáy cách nước nằm ngang

(

)

Từ định luật Darcy

q 

HHKm 1  L

Lưu lượng từ mặt cắt 1 đến mặt cắt x

(

)





q 1 

KmB

(

)

Q 





q 

HHKm 1 L 1 

dH dx

Q = K.F.J J = -dH/dx F = Bm Q B

dH dx

Dòng thấm ổn định q = const

KmdH

qdx 

(

)

(

)







Tích phân 2 vế từ mặt cắt 1 đến mặt cắt 2

HHKm 1 L

HHKm 1 L 1 





(

)

qL 



1 HHKm









L 1



 L

Môi trường thấm không đồng nhất

Tính thấm thay đổi theo chiều dòng thấm









L 





L 

- Lớp 1: q1 = K1h1J - Lớp 2: q2 = K2h2J … - Lớp n: qn = KnhnJ Lưu lượng đơn vị trong toàn tầng







(1)

(

)



... 

hKhK  22

JhK nn

q i

 



 



L 

1 

Thay tầng chứa nước không đồng nhất bằng tầng chứa nước tương đương đồng nhất có hệ số thấm Ktb

(2)

q = KtbhJ

Môi trường thấm không đồng nhất

 Tính thấm thay đổi vuông góc chiều dòng thấm







Cân bằng 2 phương trình (1) và (2)

hK i













9 9/15/2015



JKv  11 1

K 1

- Lớp 1:

H  m 1



JK 2

H  m 2

Mặt khác, có thể thay đổi tầng chứa nước không đồng nhất bằng tầng đồng nhất tương đương có hệ số thấm Ktb và chiều dày bằng tổng chiều dày các lớp

(2)

vH 

m tbK



- Lớp 2: … - Lớp n:

JK n

... 







i  n

H  m n H H  Vì tính liên tục của dòng thấm nên tốc độ thấm qua mỗi lớp như nhau



m K



Từ (1) và (2) suy ra:

(1)

(

)





... 

m 1 K

m 2 K

m n K

Dòng thấm đến giếng

 Giếng đơn hoàn chỉnh

Một số khái niệm liên quan đến giếng

h 0

H 0

 Phễu hạ thấp mực nước/áp lực  Độ hạ thấp mực nước/áp lực  Bán kính ảnh hưởng  Giếng hoàn chỉnh  Giếng không hoàn chỉnh  Giếng đơn  Giếng tác dụng tương hỗ  Giếng nước ngầm/giếng nước có áp

H×nh 2.13 Dßng thÊm ®Õn giÕng

a/ giÕng n−íc ngÇm; b/ giÕng n−íc cã ¸p

R 2



Theo kinh nghiệm, lấy: Đối với giếng nước có áp:

J 

F 2

hdh













dR R

dh dR

dh dr 2 



Q 

dh R r 0

mKS R r 0

(ln

)

HK (

)











hdh



2 K 

r 0

2 0

2 gH



dR R

r 0



2 0

2 g

Q 



H R r 0

10 9/15/2015

 Nhóm giếng có tác dụng tương hỗ

n - 1

g 1

1/ Người ta hút nước từ một giếng đơn hoàn chỉnh trong tầng cát chứa nước ngầm. Tầng cát đồng nhất nằm ngang có hệ số thấm K=100m/ng.đ, chiều dày tầng chứa nước là 40m, giếng có đường kính là 270mm. Khi hút đến động thái ổn định, mực nước ngầm hạ thấp 7.2m. Thiết lập công thức tổng quát tính lưu lượng ổn định của giếng nói trên? Với các số liệu đã cho, tính lưu lượng của giếng đó? Xác định đường hạ thấp mực nước tại vị trí cách giếng 30m? Bán kính ảnh hưởng của giếng tính theo công thức R=2.S. K.H

H ×n h 2 .1 4 N h ã m g iÕ n g t¸ c d ô n g t− ¬ n g h ç

R 1 r 01

)1(





2 g

2 h 1

K 

hdh



2 K





dr r

R r 02

 Giếng đổ nước

Từ định luật Darcy Q = KFJ J = -dh/dr

)2(





2 g

2 2

h g

K 

( hK

)



R r 0

2 g

)







2 hK ( 0

Q 

2 g

Q 

K 

H×nh 2.15 GiÕng ®æ nuíc

2  R r oi

2 h g R r 0

 Giếng hút nước ở gần sông

2 a 

2 g

2 a 

2 g

 

 

r 1 r

r r

Nếu cả hai giống cùng làm việc, theo phương pháp cộng tác dụng

Cộng tác dụng

)

(ln







2 a

2 g

r r

Q K 

r 1 r 0 2 a 

2 g

r 1

r 2

 

r 1 r

H×nh 2.16 GiÕng hót nuíc ë gÇn s«ng

11 9/15/2015

Các yêu cầu cần đạt được

 Hiểu được các khái niệm liên quan đến dòng thấm để vận

dụng giải được bài tập

 Nắm được định luật Darcy, nhớ được công thức và giới

hạn áp dụng của định luật

¤ 5. 4. ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC DƯỚI ĐẤT ĐẾN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

 Hiểu và vẽ được hình các bài toán của dòng thấm phẳng, dòng thấm tới giếng, nắm được các bước tính toán để xác định lưu lượng, chiều cao mực nước

 Thiết lập được công thức tính hệ số thấm trung bình của môi trường thấm không đồng nhất cho cả hai trường hợp tính thấm thay đổi song song và vuông góc với chiều dòng thấm.

 Nhớ được các trường hợp đặc biệt thiết lập công thức tính lưu lượng không bắt đầu từ định luật Darcy (giếng hút nước gần sông, giếng tác dụng tương hỗ)

Các ảnh hưởng của nước dưới đất đến xây dựng công trình

Nước chảy vào hố móng gây hậu quả:

• Ngập hố móng • Gây hiện tượng đất chảy vào hố móng • Gây hiện tượng xói ngầm làm sụt lún • Gây bùng nền công trình

Ăn mòn các kết cấu bê tông của móng và các công trình

ngầm...

12 9/15/2015

Ngập hố móng - Ví dụ thực tế:

1. Hiện tượng đất chảy

Là hiện tượng một số đất bão hoà nước chảy

vào hố móng công trình

Người ta đào một đường hào vào trong một tầng cát pha chứa nước ngầm có hệ số thấm K=15m/ngđ. Đường hào có chiều dài lớn, chiều sâu 3,5m, sâu vào tầng sét không thấm nước dưới tầng cát pha 0,5m. Khi đào gặp nước ngầm ở độ sâu 1,0m. Tính lưu lượng đơn vị của dòng nước ngầm thấm vào đường hào, biết rằng phạm vi ảnh hưởng do thấm của đường hào là 50m, khi tính coi mặt đất là nằm ngang

Có hai loại đất chảy là đất chảy thật và đất chảy

giả

1,0m

3,5m

Đất chảy thật là đất mịn (bùn sét, sét pha) tự chảy như chất lỏng dưới tác dụng của lực trọng trường

0,5m

Đất chảy giả là các loại cát chảy do dòng nước

50m

Từ kết quả tính có thể đưa ra giải pháp xử lý tháo khô hố móng



cuốn theo (chảy có điều kiện) Điều kiện để xảy ra cát chảy:

 dn  h

Hậu quả của đất chảy và các giải pháp xử lý

Xử lý đất chảy

 Hậu quả:

 Làm tăng khối lượng đào, tăng giá thành

công trình, chậm tiến độ xây dựng

 Mất ổn định mái đào và các công trình lân

cận

 Các biện pháp xử lý:

 Hút nước hạ thấp mực nước dưới đất  Chắn đỡ bằng cừ, tường hào, giếng chìm  Gia cố nền bằng các giải pháp khoan phụt thuỷ tinh lỏng, cố kết chân

xi măng, không...

Xử lý đất chảy

13 9/15/2015

2. Hiện tượng xói ngầm

Là hiện tượng nước ngầm vận động lôi cuốn các hạt nhỏ

(Theo Ixtomina)

len lõi qua các lỗ rỗng giữa các hạt lớn ra khỏi nền.

Jmin

1.0

Thường xảy ra trong nền đất rời cấp phối tốt, chỗ tiếp xúc

giữa hai lớp có thành phần hạt khác nhau

0.8 Vùng không an toàn

Điều kiện xảy ra xói ngầm:  Theo Bochkova và nnk:

0.6

;20



0.4

d d 10

 Theo Zamarin:

0.2 Vùng an toàn

5,0





 

 11



J gh

0.0 D60/d10

2

5

10

15

20

25

30

35

 Theo Ixtomina: Biểu đồ Jgh = f(d60/d10)

Hậu quả của xói ngầm và giải pháp xử lý

Hậu quả làm rỗng nền, dẫn đến:

Xử lý xói ngầm –sân phủ và tường cừ

 Sụt lún công trình  Mất nước hồ chứa qua nền  Vỡ đê đập

Các giải pháp xử lý:

 Chủ động tiêu thoát nước mặt  Làm thiết bị lọc ngược, giếng giảm áp  Kéo dài đường thấm bằng sân phủ, tường cừ  Phụt vữa gia cố nền

Xử lý xói ngầm –giếng điều áp

Xử lý xói ngầm –Thiết bị lọc ngược

14 9/15/2015

3. Xâm thực bê tông

 Ăn mòn Sunfat: xảy ra khi lượng sunfat lớn hơn

Các kiểu xâm thực

250mg/l 3CaO.Al2O3.6H2O + 3CaSO4 + 25H2O = 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O

 Ăn mòn do kiềm  Biện pháp hạn chế sự ăn mòn

 Ăn mòn Cacbonate: xảy ra khi nước có chứa CO2 (ở dạng axit yếu)

- Giảm các thành phần khoáng gây ăn mòn:

CaO tự do, C3A, C3S

CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2  Ăn mòn axit: xảy ra trong dung dịch axit, có pH<7

- Giảm thành phần gây ăn mòn lớn nhất

Ca(OH)2

- Thoát nước công trình…

HCl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O  Ăn mòn Magie:

MgCl2 + Ca(OH)2 = CaCl2 + Mg(OH)2 MgSO4 + Ca(OH)2 = CaSO4.2H2O + Mg(OH)2

Các yêu cầu cần đạt được

Người ta hút nước từ một giếng đơn hoàn chỉnh trong tầng cát chứa nước ngầm. Tầng cát đồng nhất nằm ngang có hệ số thấm K=100m/ng.đ, chiều dày tầng chứa nước là 40m, giếng có đường kính là 270mm. Khi hút đến động thái ổn định, mực nước ngầm hạ thấp 7.2m.

 Thiết lập công thức tổng quát tính lưu lượng ổn định

của giếng nói trên?

 Với các số liệu đã cho, tính lưu lượng của giếng đó?  Xác định đường hạ thấp mực nước tại vị trí cách

Hiểu được các tác dụng xấu của nước dưới đất đến công tác hố móng. Hiểu được vấn đề ăn mòn bê tông của nước dưới đất để có ứng xử hợp lý khi thiết kế. Tính toán được lượng nước chảy vào hố móng theo bài toán phẳng

giếng 100 met?

Bán kính ảnh hưởng của giếng tính theo công thức .

R 2

Hiểu được bản chất, điều kiện phát sinh, phát triển và các giải pháp xử lý xói ngầm và đất chảy