intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

SỬ DỤNG ỐNG BÊ TÔNG CÓ LỖ XUNG QUANH KHI XÂY DỰNG CÁC CÔNG TRÌNH THUỶ CÔNG

Chia sẻ: Phạm Đức Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST
Báo xấu
247
lượt xem 86
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo này trình bày phương pháp tính toán hạ thấp mực nước ngầm (MNN) trong quá trình làm khô hố móng khi thi công các công trình xây dựng chịu ảnh hưởng của nước ngầm vận động, trình bày phương pháp chế tạo sản xuất loại ống lọc bằng bê tông và chương trình tính toán thiết kế hệ thống giếng

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: SỬ DỤNG ỐNG BÊ TÔNG CÓ LỖ XUNG QUANH KHI XÂY DỰNG CÁC CÔNG TRÌNH THUỶ CÔNG

  1. Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 SỬ DỤNG ỐNG BÊ TÔNG CÓ LỖ XUNG QUANH, NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THU THOÁT NƯỚC THẤM ĐỐI VỚI GIẾNG HOÀN CHỈNH, KHI XÂY DỰNG CÁC CÔNG TRÌNH THUỶ CÔNG APPLY CONCRETE TUBE WITH HOLES AROUND, STUDY THE ABILITY OF COLLECTING AND ESCAPING ABSORBED WATER TO COMPLETE WELLS, WHEN BUIDING INRRIGATION WORKS SVTH: LÊ TẤN TRUNG VÕ VĂN HOÁ Sinh viên Khoa XDTLTĐ, Trường Đại học Bách khoa, ĐHĐN HDKH: NGÔ VĂN DŨNG Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT Bài báo này trình bày phương pháp tính toán hạ thấp mực nước ngầm (MNN) trong quá trình làm khô hố móng khi thi công các công trình xây dựng chịu ảnh hưởng của nước ngầm vận động, trình bày phương pháp chế tạo sản xuất loại ống lọc bằng bê tông và chương trình tính toán thiết kế hệ thống giếng phục vụ cho công tác thi công. ABSTRACT This article explains the method of lowering the under-current level in the course of duying foundation when executing construction works affeted by moving under -current, it also explains the method of introducing conrecte filter tube and the program of desigring well system to dry fourdation to serve exccuting work. 1. Đặt vấn đề Quá trình xây dựng các công trình Thuỷ lợi trên sông, khi nền móng của công trình ở vùng bão hoà nước là loại đất hạt nhỏ, khả năng thoát nước yếu, nền cát chảy, mặt bằng thi công chật hẹp hoặc quá gần các công trình kế cận… Giải pháp thoát nước thấm làm khô hố móng bằng phương pháp hạ thấp MNN với hệ thống các giếng thấm có ý nghĩa lớn về kinh tế và kỹ thuật vì nó có những ưu điểm nổi bật sau: + Giữ cho bề mặt hố móng luôn luôn được khô ráo + Không gây cản trở các thiết bị thi công tại điều kiện mặt bằng thi công thuận lợi + Thích hợp khi xây dựng các công trình có nền là đất hạt nhỏ, hệ số thấm bé đặc biệt là nền có hiện tượng cát chảy + Nền móng được gia cố do quá trình bơm hút sự di chuyển của dòng thấm đất nền được nén chặt và cố kết v.v... 2. Cơ sở tính toán và một số mô hình ứng dụng 2.1. Cơ sở tính toán Xét 1 nguyên tố dòng thấm chảy vào giếng trong hệ toạ độ trụ (r, 0, z) như hình vẽ 163
  2. Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 Lù¬ng nø¬c cÊp W Mùc nø¬c h¹ thÊp Qw dh Ph©n tè ®ang xÐt dr Qr h hw r Rr Hình 1: Sơ đồ tính toán nguyên tố dòng thấm chảy vào giếng Dựa vào Định luật Darcy và Định luật Bảo toàn khối lượng, thiết lập phương trình vi phân chuyển động của dòng thấm không ổn định chảy vào giếng trong không gian 3 chiều mô tả như sau:   h  k r h 1   h    h  h  2   kz   Ss  kr  k0 r  r  r r r r  r  z  z  t (1) Phương trình (1) là phương trình vi phân phi tuyến. Hiện vẫn chưa có lời giải chính xác do đó hiện nay người ta sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn Galerkin dạng yếu kết hợp với các điều kiện biên và máy tính điện tử để tính toán xác định kết quả xấp xỉ gần đúng cột nước h. Từ đó tính toán xác định các đặc trưng dòng thấm. Tuy nhiên hiện nay để đơn giản trong tính toán, các sai số có thể chấp nhận được, nhiều tác giả đã đưa ra nhiều mô hình tính toán thấm ổn định giếng đơn cho từng trường hợp, nhằm xác định lưu lượng bơm làm khô hố móng, cụ thể khi môi trường thấm có áp chúng ta sử dụng phương trình (3) hoặc môi trường không áp phương trình (4) H h H2  h2 Qt*p  2,73.m.k Q t p  1,366k w (3) (4) lg R  lg r lg R  lg r Trong đó: k,m - hệ số thấm trung bình của đất nền và bề dày tầng thấm H, hw- cột nước tính toán gây thấm, cột nước trong giếng thu nước R, r - bán kính ảnh hưởng, bán kính giếng thu nước Trong thực tế hố công trình xây dựng các công trình thuỷ lợi rất rộng. Việc sử dụng giếng đơn gây lãng phí tốn kém, người ta sử dụng nhiều giếng bố trí theo một hệ t hống để thu thoát nước khi đó lưu lượng thấm cần bơm trên hệ thống giếng mô tả bằng công thức: Đối với nền thấm không áp: R R R 1 H2 - h 2  (q1 ln 1  q2 ln 2  ...  qn ln n ) k r1 r2 rn (6) Đối với nền thấm có áp R R R 1 H h  (q1 ln 1  q2 ln 2  ...  qn ln n ) 2km r1 r2 rn (7) Trong đó: H, h - cột nước gây thấm và cột nước trong giếng ảo Ri, ri - bán kính ảnh hưởng và bán kính giếng thu 164
  3. Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 qi - lưu lượng chảy vào giếng thấm thứ i m, k - chiều dày móng thấm có áp, hệ số thấm đất nền Mực nước hạ thấp tại trung tâm hệ thống giếng hoặc vị trí bất kỳ đối với hố móng dạng chữ nhật xác định bởi công thức: Trường hợp có áp: R ( H  hw )n. ln Tại trung tâm hố móng R0 hc  H  Rn ln R0 1 .n.rw n (8)   n ( H  h w ) n. ln R   ln ri  Tại vị trí bất kỳ trong hố móng (9)     i 1 h bk  H  Rn ln R 0 1.n.rw n R  nH  hw  ln  Trường hợp không áp: 22  (10)  R0  hc  H  H 2  n R ln n 1 R0 .n.rw Từ cơ sở các công thức (3) đến (10) chúng tôi đề xuất giải pháp nghiên cứu ứng dụng ống bê tông lọc có lỗ xung quanh để thu nước thấm làm khô hố móng khi xây dựng công trình trên nền chịu ảnh hưởng của nước ngầm vận động. 2.2. Giải pháp công nghệ sản xuất ông lọc bê tông bằng công nghệ quay ly tâm Trong quá trình hạ thấp MNN làm khô hố móng. Ống lọc đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc lỗ khoan (là phần thu nước của lỗ khoan). Trong bài báo này chúng tôi tập trung nghiên cứu đối với ống lọc chế tạo bằng bê tông. Trong mọi trường hợp ống lọc phải bảo đảm lượng nước yêu cầu chảy vào hố khoan với tốc độ nhỏ, sức cản thuỷ lực là bé nhất. Nó được đặc trưng bằng khả năng thu nước của ống lọc được xác định bởi công thức h2 q g   M .N . lo .v(h)dh (11) h1 Trong đó: M, N - số hàng và số lỗ trên 1 hàng (cái) lỗ - đường kính lỗ v(h) - lưu tốc dòng chảy qua lỗ bằng  2gh  , g - hệ số lưu tốc, gia tốc trọng trường Các dạng lỗ đục trên ống bê tông có thể mô tả bằng hình vẽ sau: Bè trÝ so le Bè trÝ lç trßn trªn èng Bª t«ng A b b  a a èng A lç Bè trÝ d¹ng r·nh Bè trÝ lç d¹ng r·nh trªn èng Bª t«ng l r·nh   a èng  b Hình 2: Các dạng lỗ thấm xung quanh mặt ống bê tông 165
  4. Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 Qua quá trình nghiên cứu và thực nghiệm căn cứ vào đặc điểm vật liệu, phương pháp chế tạo, điều kiện vận chuyển. Chúng ta tính toán chọn khoảng cách lỗ, khoảng cách hàng, số lượng lỗ, diện tích thu nước đối với các loại ống bê tông có đường kính từ 300 - 1500 mm. Cụ thể đối với loại ống 300/400mm tổng hợp kết quả bằng các bảng và đồ thị sau: CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT TÍNH CHO 1 mét ống = 300/400 (mm) Bảng 1 Tổng Tổng a- khoảng b- khoảng Tỉ lệ ống    l ỗ tt Số lỗ diện diện tích TT ống cách cột diện tích cách hàng tích lỗ bề mặt lỗ/m (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) ( m2) ( m2) (%) 1 300 350 0.0100 0.020 0.025 2198 0.1725 1.0990 15.700 2 300 350 0.0125 0.025 0.031 1407 0.1726 1.0990 15.703 3 300 350 0.0150 0.030 0.038 977 0.1726 1.0990 15.702 4 300 350 0.0175 0.035 0.044 718 0.1726 1.0990 15.706 5 300 350 0.0200 0.040 0.050 550 0.1727 1.0990 15.714 6 300 350 0.0225 0.045 0.056 434 0.1725 1.0990 15.694 7 300 350 0.0250 0.050 0.063 352 0.1727 1.0990 15.714 8 300 350 0.0275 0.055 0.069 291 0.1728 1.0990 15.719 Các đồ thi biểu diễn các quan hệ các thông số ống bê tông có lỗ thấm như sau: QUAN HỆ GIỮA ĐƯỜNG KÍNH LỖ Quan hệ đường kính lỗ và tỉ lệ % diện tích thu nước và TRÊN ỐNG VÀ SỐ LỖ TRÊN 1MÉT DÀI ỐNG  : 300/400m m diện tích bề mặt ống 2400 2198 15.725 2000 Tỉ lệ diện tích  lỗ / 15.720 15.72 Số lỗ trên ống ( lỗ ) 1600 15.715 15.71 15.71 1407  ống 15.710 1200 15.71 15.705 15.70 15.70 977 15.700 15.70 800 718 15.695 550 15.69 434 400 352 15.690 291 0.0075 0.0125 0.0175 0.0225 0.0275 0.0325 0 0.0100 0.0150 0.0200 0.0250 0.0300 Đường kính lỗ trên mặt ống Đường kính lỗ trên ống ( mm) Hình 4: Quan hệ giữa đường kính lỗ và phần Hình 3: Quan hệ giữa đường kính lỗ và các lỗ trăm diện tích lỗ thu thoát thấm trên một mét dài ống lọc 2.3. Phương pháp chế tạo ống lọc bê tông bằng phương pháp quay ly tâm Nguyên lý công tác lèn chặt bê tông: Ống và khuôn được đặt nằm ngang trên giàn bệ máy, khi khuôn quay tròn, nhờ lực quán tính ly tâm tạo ra sẽ ép chặt hỗn hợp bê tông vào thành khuôn. Quá trình đúc ống được thực hiện sau một thời gian quay, lèn chặt và hoàn thiện cho đến khi dừng hẳn Dây chuyền sản xuất ống bao gồm các khâu chủ yếu sau: Công tác chuẩn bị  Công tác cân đong liều lượng vật liệu  Công tác trộn vữa bê tông  Công tác nạp vận chuyển bơm vữa bê tông vào khuôn  Công tác quay ly tâm để tạo sản phẩm  Công tác dưỡng hộ, bảo quản và chuyển ra công trường. Trong các dây chuyền trên công tác quay ly tâm và tạo lỗ trong quá trình đúc là quan trọng nhất. Về tính đặc biệt của công nghệ: 166
  5. Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008  Hệ thống chốt tạo lỗ được lắp đặt trong giai đoạn chuẩn bị khuôn đúc  Sau khi đúc xong sản phẩm 30 phút chúng ta bắt đầu tháo chốt xung quanh và tiến hành tháo khuôn sau 120 phút dưỡng hộ bằng hơi nước nóng  Sau 24 giờ, tiến hành chuyển sắp xếp ống ra kho bãi dưỡng hộ bê tông cho đến khi đủ cường độ xuất xưởng 3. Lập chương trình ứng dụng ống lọc bê tông có lỗ để hạ thấp mực nước ngầm - Trên cơ sở phân tích các thông số dòng thấm ở trên tiến hành thiết lập chương trình tính cho hệ thống giếng hoàn chỉnh. Bài toán tính thấm ổn định với hệ thống giếng hoàn chỉnh làm khô khu vực hố móng thi công bao gồm các bước sau: Bước 1: Lập mô hình bài toán, xác định các thông số chỉ tiêu trên cơ lý địa chất thuỷ văn, kích thước hố móng, độ sâu cần hạ thấp so với mực nước ban đầu. Bước 2: Xác định bán kính ảnh hưởng R của toàn hệ thống và bán kính giếng quy định R0 (giếng ảo) Với: - Hệ thống giếng bố trí hình tròn: R = 2. h H.k (12) - Hệ thống giếng bố trí hình chữ nhật khi tỉ số 1  2 ; R 0  4 b1b 2 b (13)  b2 - Hệ thống giếng bố trí hình chữ nhật khi b1  2 ; R 0  F  b2 (14) Trong đó : b1,b2 bằng ½ chiều dài và ½ chiều rộng hố móng Bước 3: Xác định khả năng thu nước của 1(m) giếng khoan qg = 120.. r. 4 h ; (15) Bước 4: Tính tổng lưu lượng nước bơm thoát giả thiết các giếng có cùng kích thước H 2  hw Qtp  1,366k. lg R  lg R0 (16) Bước 5: Xác định tổng số mét ống lọc và tổng số giếng cần bố trí Q tp mg  (m) (17) qg mg ; ng  (cái) (18) hw Bước 6: Xác định khoảng cách giữa các giếng 2R0 Dạng hố móng tròn: c  ; ng (m) (19) 4(b1  b2 ) Và dạng chữ nhật : d  ; (m) ng (20) Bước 7: Kiểm tra khả năng hạ thấp mực nước của giếng bơm tại điểm bất kỳ 167
  6. Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 H  hw ng (ln R  ln R0 )  H  H  H  bx  H  (21)   ln Rn / n.r.R0 n1) ( Bước 8: Đánh giá kết quả tính toán, bàn luận Mô tả toàn bộ các bước tính toán bằng sơ đồ khối như sau: X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng thu Strat nø¬c cña 1mÐt giÕng Khai b¸o c¸c th«ng sè X¸c ®Þnh tæng sè m , H1,H2,h,Qm,Qtc,k, r , r i i mÐt giÕng cÇn thiÕt X¸c ®Þnh tæng sè S¥ §å KHèI tÝnh to¸n hÖ thèng giÕng TiÕp tôc >> lù¬ng giÕng cÇn thiÕt èng bª t«ng cã lç thu nø¬c thÊm - X¸c ®Þnh b¸n kÝnh giÕng hoµn chØnh X¸c ®Þnh kho¶ng ¶nh hö¬ng hÖ thèng giÕng c¸ch gi÷a c¸c giÕng X¸c ®Þnh b¸n kÝnh KiÓm tra kh¶ giÕng thu tu¬ng ®u¬ng FALSE n¨ng thu nø¬c Qg[ Q ] TRUE K.tra kh¶ n¨ng FALSE h¹ thÊp mùc nø¬c H< [H] trong hè mãng H > [H] TRUE Click Print ChØnh söa The End chuyÓn >> Exel Output ( Exel) Hình: 5 Sơ đồ khố,i biểu diễn các bước tính toán Chọn ngôn ngữ lập trình Visual Basic 6.0 thể hiện giao diện các thông số tính toán và kết quả tính toán như hình: 6 Hình: 6 Sơ đồ điều khiển qúa trình tính và kết quả tính toán hệ thống giếng bơm 168
  7. Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 4. Kết luận Từ kết quả nghiên cứu tính toán chúng ta rút ra một số kết luận sau: 1. Quá trình tiêu nước làm khô hố móng bằng phương pháp hạ thấp MN ngầm có thể sử dụng loại ống lọc bê tông có lỗ thấm xung quanh được sản xuất trong nước bằng nguyên vật liệu địa phương, có giá thành rẻ, đáp ứng được các bài toán thực tiễn bảo đảm điều kiện kinh tế và kỹ thuật. 2. Bài báo đưa ra được các thông số kỹ thuật các loại ống lọc có các loại đường kính, chiều dài, kích thước lỗ thấm bất kỳ, do khuôn khổ bài báo chúng tôi thể hiện mô tả cụ thể một loại ống có đường kính  300/400mm có lỗ thấm xung quanh. 3. Bài báo mô tả một cách tổng quát từng bước và qui trình tính toán cho bài toán hạ thấp MNN và sơ đồ bố trí hệ thống giếng trên mặt bằng hố móng, tạo điều kiện ứng dụng cho việc thi công các công trình được thuận lợi. 4. Hướng nghiên cứu có thể nghiên cứu áp dụng cho rất nhiều dạng bài toán giếng không hoàn chỉnh, ống lọc được đặt trong các điều kiện địa chất thuỷ văn phức tạp, thu nước qua thành ống , qua toàn bộ hoặc dùng sử lý cho các sự cố rò rỉ, đùn đất…. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS.TS Nguyễn Thế Hùng, Phương pháp phần tử hữu hạn trong chất lỏng, NXB Xây dựng, Hà Nội 2000. [2] Trần Thanh Giám, Địa kỹ thuật, NXB Xây dựng, Hà Nội 1999, Tr144-145. [3] Jonathan Istok, Groundwater Modelling by the Finete Elevent Method, American Geophysical, 1989. [4] Lakshmi N. Reddi, Seepage in soils Principles and Applications, Kansas State University, 1980. 169
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.01: Bộ Luận Văn Thạc Sĩ Quản Trị Kinh Doanh MBA
165 tài liệu
2066 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
4=>1