50 Trong đó: µ : Hệ số lưu tốc. ω : Diện tích ướt giả định dòng nước thấm vào. h : Mực nước đã hạ thấp. Q 1 :Lưu lượng thấm vào (trị số bằng lưu lượng đã bơm thử đi) vì h=cost). Lưu lượng thực tế cần bơm cạn hố móng : Q = µ ω. 2gh (1) Trong thực tế Q 1 , h đã biết nên µ.ω = Q gh 1 2 (2) Thay (2) vào (1) được : Q = Q 1 H h Vậy: Lưu lượng nước cần bơm thêm là : ∆Q = Q - Q 1 = Q 1 H h − ⎡ ⎣ ⎢ ⎤ ⎦ ⎥ 1 Từ ∆Q, H ta chọn được máy bơm cần thiết để bơm cạn hố móng 4.3. Phương pháp tiêu nước hố móng bằng cách hạ thấp MNN 4.3.1. Phạm vi ứng dụng: Thường sử dụng cho các trường hợp sau : - Hố móng rộng, ở vào tầng đất có hạt nhỏ, hệ số thấm nhỏ như đất cát hạt nhỏ, vừa, phù sa. - Đáy móng ở trên nền không thấm mỏng mà dưới là tầng nước có áp lực. - Khi yêu cầu thi công đòi hỏi phải hạ thấp mực nước ngầm xuống sâu và đào móng thành từng lớp dày (như dùng các loại máy xúc). Đặc điể m phương pháp hạ thấp mực nước ngầm: là phức tạp, đắt tiền, yêu cầu thiết bị và kỹ thuật cao. Ưu điểm: - Làm cho đất trong hố móng luôn khô ráo, thi công thuận lợi, năng suất cao. - Làm cho đất được nén chặt do sự vận động của nước ngầm tăng an toàn cho công trình. - Do đất được nén chặt, góc ổn định tự nhiên tăng → giảm bớt được khối lượng mở móng, bảo đảm công trình lân cận không bị lún. Khi hạ thấp mực nước ngầm người ta thường dùng hệ thống giếng thường hoặc HT giếng kim. 4.3.2. Hệ thống giếng thường : - Theo phương pháp này xung quanh móng người ta đào một hệ thống giếng để nước mạch tập trung vào rồi dùng máy bơm hút liên tục làm cho mực nước ngầm được hạ thấp. - Khi mực nước ngầm cần hạ nông người ta dùng hệ thống giếng thường. Có lòng bên trong rộng đào đến đâu hạ thành giếng bảo vệ đến đó, thành ống làm bằng gỗ hay bêtông đúc sẵn. Thường sử dụng cho diện tích hố móng nhỏ, hệ số thấm lớn, độ sâu hạ thấp 4 ~ 5m. - Khi mực nước ngầm cần hạ sâu, điều kiện địa chất phứ c tạp, quanh móng là đất bùn, đất sét, đất sét pha cát hoặc các thiết bị khác không đủ khả năng thì người ta tạo giếng bằng ống thép. Cấu tạo của giếng : www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn 51 MNN Maùy bồm ọỹng cồ ng gióỳng - ng ging bng thộp 200 ~ 450mm, phớa di cũn l nh hỳt nc gi l phn lc di 6 ~ 15m, tu thuc vo iu kin a cht trờn ming cú ng c mỏy bm v mỏy bm t sõu trong ng ging. - Phng phỏp thi cụng to ging : . H ng bao (ng ngoi) Dựng nc cao ỏp n 20at xúi vo t. Do trng lng ng v chn ng ng t t cm sõu vo trong t. . H thnh gi ng: Thnh ging cú ng kớnh 200 ~ 450mm c trc lờn cao ri th vo trong ng bao ó h trc. . Nh ng bao (ng ngoi) v lm thit b lc ngc. Quỏ trỡnh rỳt ng ngoi thỡ cỏt si xung lm tng lc ch cn lm on ng cú l, sau ú lp t mỏy bm. . Cú th s dng hai 3 ging 1 mỏy bm tu hon cnh thc t. Chỳ ý: Trng hp t rn chc thỡ khoan l ri t ng ging xung. 4.3.3. H thng ging kim: Gm 2 loi . - H thng ging kim lc hỳt nụng. - H thng ging kim lc hỳt sõu. a. H thng ging kim lc hỳt nụng : - Phm vi ng dng: Dựng h thp mc nc ngm i vi t cú h s thm nh (4 ~ 10cm/s), trng hp h múng rng. Khi t cú K < 1 m/ng thỡ phi kt hp bin phỏp chõn khụng v in thu. - Cu to h thng ging kim lc. Họỳ moùng A A 13 2 A - A (ng tờch thuớy) 1. Gióỳng kim loỹc 2. ổồỡng ọỳng dỏựn tổỡ caùc gióỳng (ọỳng tờch thuớy) 3. Maùy bồm - Gm hng ng ging kim lc. Cm xung quanh múng hay dc rónh cn lm khụ cỏc ng c ni vi ng tớch thu chy vo mỏy bm. Cu to ging kim lc. Cú chiu di 9 ~ 10m gm thõn ng, phn lc, chõn ng cú van bi. www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn 52 ng nọỳi ng cuùt ng dỏựn cu Van ng cuùt ng dỏựn Khồùp nọỳi ng tờch thuớy ng loỹc Chỏn ọỳng 1140 9000 ~ 1000 Cỏỳu taỷo õỏửu dổồùi chỏn ọỳng loỹc Khi huùt nổồùc Khi bồm nổồùc vaỡo õóứ haỷ ọỳng Thõn ng gm nhiu on = 25 ~ 38mm di 1,5 ~ 2m ni vi nhau. ng lc di khong 1m ng kớnh 38 ~ 50mm. Lp ngoi cựng ca ng lc l ng li thộp. (20 l/1 tc anh) sau l ng li ng 80 ~ 100 l/10 in trong cựng ng kim loi mng cú l nh. Trong cựng l ng thộp. Di ng thộp cú qu cõn bng cao su (van bi) cú tỏc dng nh úng m. - Thi cụng h ng thng l phng phỏp xúi nc : Nc cao ỏp bm vo trong thõn ng nc y van bi chui qua chõn ng ra ngoi theo mt ng bờn ngoi m i lờn lm t quanh ng hng dn. Di tỏc dng trng lng b n thõn ng kim lc tt xung sõu thit k. Sau ú quanh ng kim lc cỏt ht to v si lờn cao hn mc nc ngm lm thnh mng lc. Khi cỏt chỳ ý nh sao cho cỏt ht cỏt lng m vỏch t khụng st. Ming l lờn t sột khụng khụng khớ len vo ng lc. p lc khi h ging kim f(loi t) t nh, cỏt P = 4 ~ 5 at t dớnh, cỏt ln si P = 6 ~ 8 at - Khi mỏy bm lm vic, van bi s bt kớn chõn ng hỳt, nc th m qua tng lc, cỏc lp di lc chy vo trong ng lc ri b hỳt lờn. Chỳ ý: - Nờn t ng ng tớch thu cng thp cng tt. Thng o rónh ch khụ xung gn mc NN t ng. - Khi lm vic s tay thy ng kim lc mỏt hay hi rung thỡ ng lm vic, thy nũng thỡ b tc. ( phũng khi thay trong quỏ trỡnh t/c nờn chn tng 10 ~ 15% so vi s ng t/k) khong cỏch 20~30 cm 1 ging. - Khi nh ging dựng nc ỏp lc nc s xúi quanh ng nờn rỳt ng d dng. Nờn dựng cu hay Palng xớch nh. Vi h múng sõu nờn t 2 hay nhiu t ging kim nh hỡnh v : 8m 8m 4 ~ 5m 3 ~ 4m ồỹt õỏửu haỷ MNN ồỹt 2 Bin phỏp in thm: Khi t h múng cú K<1m/ng thỡ phi kt hp ging kim vi bin phỏp chõn khụng hay in thm. www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn 53 Bin phỏp in thm da theo nguyờn tc: Di tỏc dng dũng in 1 chiu nc chy trong cỏc khe rng ca t mang din tớch dng chuyn dch v cc õm. Vỡ th song song ging kim ngi ta cm thanh thộp mang cc dng ging kim lc mang cc õm. Nh vy tỏc dng ca dũng in lm tng h s thm. Bin phỏp cú th lm khụ c t cú K < 0,1 m/ng. (ng tờch thuớy) Bin phỏp chõn khụng: Theo phng phỏp ny ngi ta s dng hai loi mỏy bm ly tõm v chõn khụng do ú trong ging kim lc v ng tớch thu luụn b chõn khụng nờn hỳt c nhiu nc hn. Bin phỏp ny thng dựng cho t cỏt nh ln phự sa, t cỏt pha sột cú h s thm 0,1m/ng. S dng ngun in 40 ~ 60V khụng nh hng ngi thi cụng. Vớ d bin phỏp in thm: 1 cụng trng múng rng 21x8,5x3m cú K=0,1~0,2 m/ng t 50 ging kim lc cỏch 1,2m di 5,5m 15 ngy h 2,5m khụng h na. Dựng mỏy hn 9,5 ~ 9,6KW. U = 30V, 250 ~ 300A, 24h sau h c thờm 1,3m. b. H thng ging kim lc hỳt sõu: ng ging kim lc cú ng kớnh to hn, thõn ng v phn lc di hn. Trong ng lc cú thờm ng th 2 cú ming phun a nc lờn cao. Cu to: phỏửn loỹc Thỏn ọỳng õọỹng cồ Maùy bồm ng trong Mióỷng phun ng ngoaỡi Khồùp nọỳi ng loỹc trong ng loỹc ngoaỡi Van bi Sồ õọử hoaỷt õọỹng S hot ng c. Phng phỏp h ng: - u tiờn h ng ngoi cú phn lc bng phng phỏp xúi nc. Sau th ng nh hn cú ming phun phn di. Mỏy bm y nc cú ỏp sut P = 7,5 ~ 8at vo ng kim lc. Nc chy trong khong trng 2 ng tin vo ming phun. Tia nc qua l ming phun vi lu tc ln lm gim P khụng khớ phn khụng gian phớa sau kộo nc ngm hỳt lờn cao, hn hp nc ngm v tha n b cha, mỏy b m ly nc bm vo ging kim lc lm nc mi, nc tha dn i ni khỏc. Phm vi ng dng: - Dựng ni t cỏt ln si khụng cn tng lc xung quanh. - Ni t sột pha cỏt, t cú nhng lp xen k khú rúc phi tng lc quanh ng. - Trng hp ngun nc thm > 5 L/s cho 1 ging kim lc dựng l tt nht. - Khụng nờn dựng h thp MNN quỏ sõu vỡ tn ct nc mi (hin nay h xung <18m). 4.4. Thit k h thp mc nc ngm: 4.4.1. Tớnh lu lng qua cỏc ging hon chnh: www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn 54 Bi toỏn tớnh nh thỏo nc l thiờn. Bi toỏn: Gi s quanh h múng ta o sõu xung lp t khụng t thỡ nc ngm s chy vo rónh gn bng nc chy vo h múng. Ch khỏc l cng thờm Q rúc vo. Mc nc trong h múng s h ti sõu S o < S ớt bng S. Bi toỏn thc t l thay rónh ú bng ging sõu cú ng lc hỳt nc chy v h múng bm ra ngoi. Truỷc ọỳng tờch thuyớ Z S h S o h C S H Truỷc tim moùng AR H mc nc trong tiờng nhm gii quyt 2 vn : - Ging phi cú b mt thm ln v phi h c MNN thp hn ỏy múng 1 khong C no ú. - Bo m h c mc nc khong cỏch cỏc ging. gii quyt 2 vn o sõu ging hn cn h mc nc: Q = 1,36 K. H - h lg A+R A 22 = 1,36K (2H -S)S lg A+R A ; (h = H-S) 4.4.2. Tớnh lng nc thm qua ging khụng hon chnh : S tt: H T T/ 2 ho Q 1 RA Q 2 ho Ta phõn lu lng nc thm : Q = Q 1 + Q 2 Q 1 : Lu lng thm khụng ỏp gii hn bi mp qua ỏy ging. Q 2 : Gii hn bi lp khụng thm v mp qua ỏy ging (gii hn vựng nh hng). www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn 55 Q = 1.36.K (2H -S)S lg A+R A + 2.72 SK.T lg A+R A - T / 2 o Nếu chiều dày chứa nước dưới đáy giếng quá lớn ta phải xác định vùng ảnh hưởng. Tức là vùng có khả năng cấp nước cho giếng có chiều sâu T a Trị số T a . h xác định dựa vào S H o : S H o 0.2 0.3 0.5 0.8 1.0 T H a 1.3 1.5 1.7 1.85 2.0 4.4.3. Xác định khoảng cách giếng, số lượng giếng: - Số lượng giếng, giếng kim lọc cần hút lưu lượng Q là: n = Q q .m Trong đó: Q : là lưu lượng tổng cộng m = 1,2 ~ 1,3 hệ số dự trữ q : Khả năng hút nước của mỗi giếng q = F.v = 2. π.r.l.v (m 3 /ng/đ). Trong đó: F: Diện tích mặt ngoài ống lọc m 2 . v: Tốc độ nước có khả năng thấm vào ống lọc m/ngđ. Theo công thức k/n Abramôp : v = 6. K 4 (K m/ngđ) - Khoảng cách bình quân giữa các giếng là : e = P n P: Chu vi hố móng theo tim hàng giếng kim. 4.4.4. Xác định chiều sâu hạ giếng kim : L = Z + S o + ∆S + ∆h + l + h o Trong đó : Z : Độ cao ống tích thuỷ trên mực nước ngầm (m). S o : Độ sâu hạ thấp MNN giữa móng. ∆S : Độ sâu mực nước phải hạ thêm trong giếng. ∆h : Tổn thất cột nước qua ống lọc 0,5 ~ 1m. l : Chiều dài phần lọc. h o : Độ ngập nước của phần lọc. Với: S o sâu hơn đáy móng 0,5 ~ 1m. ∆S được xác định nhờ biểu thức : ∆S = 0,3q l k lg 1,32 l r - Đối với ống kim lọc hút nông, sâu miệng phun đặt thấp lấy h o = 0. - Máy bơm có giếng hút sâu, giếng kim lọc hút nông, sâu có miệng phun trên phần lọc lấy h o = 0,5 ~ 2m. Việc chọn tuỳ thuộc điều kiện đ/c thuỷ văn vùng xây dựng. 4.4.5. Trình tự tính toán thiết kế một hệ thống hạ thấp MNN : 1. Xác định loại thiết bị hạ thấp MNN tuyến đặt hệ thống. www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn www.vncold.vn . cho đất trong hố móng luôn khô ráo, thi công thuận lợi, năng suất cao. - Làm cho đất được nén chặt do sự vận động của nước ngầm tăng an toàn cho công trình. - Do đất được nén chặt, góc ổn định. phun trên phần lọc lấy h o = 0,5 ~ 2m. Việc chọn tuỳ thuộc điều kiện đ/c thuỷ văn vùng xây dựng. 4.4.5. Trình tự tính toán thiết kế một hệ thống hạ thấp MNN : 1. Xác định loại thiết bị hạ thấp. 10 ~ 15% so vi s ng t/k) khong cỏch 20~30 cm 1 ging. - Khi nh ging dựng nc ỏp lc nc s xúi quanh ng nờn rỳt ng d dng. Nờn dựng cu hay Palng xớch nh. Vi h múng sõu nờn t 2 hay nhiu t ging