báo cáo địa chất công trình động lực cát chảy xói ngầm

BÁO CÁO ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐỘNG LỰC CÁT CHẢY - XÓI NGẦM GVHD : Th.S THIỀM QUỐC TUẤN SVTH : Nguyễn Minh Sang 0916287 Nguyễn Hưng Thịnh 0916331 Nguyễn Văn Tiến 0916345 NỘI DUNG BÁO CÁO PHẦN I : CÁT CHẢY I. KHÁI NIỆM II. NHỮNG DẤU HIỆU ĐẶC TRƯNG III. THÀNH PHẦN,TÍNH CHẤT CƠ LÍ CỦA ĐẤT ĐÁ IV. BẢN CHẤT TÍNH CHẢY CỦA CÁT CHẢY V. ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH KHU VỰC CÁT CHẢY PHẦN II : XÓI NGẦM I. KHÁI NIỆM II. ĐIỀU KIỆN PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN XÓI NGẦM III. DỰ BÁO VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ XÓI NGẦM PHẦN I : CÁT CHẢY I. KHÁI NIỆM: - Cát chảy là hiện tượng cát hạt nhỏ, hạt mịn, cát chứa nước và nhiều bụi chứa nước sẽ tự chảy khi bị các hố móng và các công trình bóc lộ ra. Hiện tượng chảy của cát có thể xảy ra một cách chậm chạp thành lớp dày, có thể xảy ra nhanh, hoặc rất nhanh và mang tính chất tai biến. - Cát chảy thuộc nhóm thứ 5 – nhóm đất có thành phần, trạng thái và tính chất đặc biệt. Cát chảy là đất yếu, không ổn định, nên đòi hỏi những phương pháp đặc biệt để thi công xây dựng và khai thác mỏ để đảm bảo sự ổn định cho công trình. Cát chảy giả Cát chảy thật - Phát sinh trong cát hạt thô, sạn, sỏi, cuội dưới áp lực thủy động của dòng thấm nước dưới đất . - Khi đào cát chảy ra tương đối dễ. - Nước thoát ra trong khai đào dễ dàng. - Nếu lấy mẫu cát chảy giả lên 1 tấm ván thì nước sẽ thoát ra nhanh. - Phát sinh trong cát hạt nhỏ, cát hạt mịn, cát bụi bão hòa nước. Sự bôi trơn của các chất keo. Áp lực thuỷ động nhỏ thì cát vẫn chảy. - Khai đào cát chảy thật tương đối khó khăn - Nước thoát ra có màu đục. - Nếu lấy mẫu cát chảy thật lên 1 tấm ván thì nước thoát ra ít và rất chậm. - Ở phần dưới sườn, mái dốc có hiện tượng chảy của đất đá làm khối đất bên trên mất điểm tựa, ảnh hưởng đến sự ổn định của sườn, mái dốc. Hình 1 : Cát chảy ở chân sườn, mái dốc II. NHỮNG DẤU HIỆU ĐẶC TRƯNG CỦA CÁT CHẢY: - Ở trạng thái tự nhiên, cát chảy thực có màu xám sáng, xám lục, xám xanh. Ra ngoài không khí, màu của chúng thay đổi nhanh và không đồng đều, chúng sáng hơn, phớt vàng, đôi chỗ phớt hồng. - Cát chảy ở trạng thái tự nhiên nước không chảy khỏi bề mặt do độ chứa ẩm lớn và độ thải nước nhỏ. Tuy nhiên khi lắc thì nước tràn ứa ra bên ngoài làm bề mặt của nó trở nên lấp lánh. - Tốc độ chảy của cát có thể chậm, nhanh, đôi khi rất nhanh tùy thuộc trạng thái của ứng suất. - Khi khoan trong cát chảy thường tạo nên các nút bịt : cát nâng cao hơn đáy lỗ khoan, chiều cao nút có thể đạt đến 10-15m. - Cát chảy có tính xúc biến : hóa lỏng khi bị rung và chấn động do tác động cơ học, sau khi tác động kết thúc thì tự hồi phục một phần hay toàn bộ trạng thái ban đầu. - Khi hong khô, cát chảy trở thành loại đất dính, khá cứng, sáng hơn so với trạng thái ban đầu, khó bóp vụn bằng tay, dính bụi màu xám trắng. III. THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CƠ LÍ CỦA CÁT CHẢY: 1. Thành phần hạt: - Cát chảy thực tiêu biểu thì các nhóm hạt mịn ( 0.1-0.05mm) hoặc hạt nhỏ (0.25-0.1mm) chiếm phần lớn hoặc cả hai nhóm hạt tạo nên khối chủ yếu của đất. Ngoài ra, còn chứa khá nhiều hạt bụi (0.05- 0.002mm) và nhất thiết phải có một lượng nhất định hạt sét (<0.002mm). 2. Thành phần khoáng vật: - Thành phần khoáng vật của cát chảy tương đối đồng nhất. Ngoài chất hữu cơ, phần phân tán mịn gồm những khoáng vật sét thuộc nhóm hidromica, kaolinit, monmorilonit, gloconit cũng như các oxit silic, nhôm, sắt. Phần hạt thô hơn gồm những hạt thạch anh, lẫn fenpat, mica, ít hơn là các khoáng vật màu. III. THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CƠ LÍ CỦA CÁT CHẢY: 3. Tính chất cơ lí của cát chảy: - Cát chảy thường có độ chặt hơi thấp, độ rỗng và độ chứa ẩm cao, tính thấm nước và thải nước thấp hoặc rất thấp. Độ chặt cốt đất thay đổi từ 1.14 đến 1.58g/cm3, độ rỗng từ 36 đến 58%, còn hệ số rỗng từ 0.67 đến 1.39. - Cát chảy có sức chống cắt thấp, góc mái dốc tự nhiên của chúng thay đổi từ 3-4o đến 8-9o. Đối với mẫu hong khô thì góc mái dốc có thể đạt tới 25-30o và lớn hơn. - Nhiều kết quả thí nghiệm tĩnh cát chảy bằng tải trọng thử cho thấy modun tổng biến dạng của chúng đạt đến 100kG/cm2. Dù vậy nhưng do chúng dễ hóa lỏng dưới tác dụng của động lực nên độ ổn định và khả năng chịu tải giảm đột ngột, có khi bẳng không. IV. BẢN CHẤT TÍNH CHẢY CỦA CÁT CHẢY: - Tính chảy của cát chảy liên quan đến thành phần vật chất đặc biệt. Chính thành phần đó quyết định tính háo nước và khuynh hướng di chuyển của nó dưới tác dụng của lực. Lực đó có thể là trọng lực, lực đẩy nổi thủy tĩnh và áp lực thủy động. - Áp lực thủy động Dt-đ tác dụng lên các hạt đất đá được xác định theo biểu thức sau: Dt-đ = γnI Với: γn: dung trọng của nước I: gradien thấm V. ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH KHU VỰC CÁT CHẢY: - Khi xây dựng công trình tại những khu vực có cát chảy, cần phải lấy số liệu địa chất công trình làm cơ sở. 1. Đánh giá yếu tố ĐCCT: - Cát chảy phân bố ở độ sâu bao nhiêu, bề dày lớp cát chảy và sự phân bố theo phương lớp, điều kiện thế nằm lớp cát chảy, lớp phủ trên và lót dưới phải được biểu thị rõ ràng trên mặt cắt và bản đồ địa chất. - Điều kiện địa mạo của khu vực phân bố cát chảy. - Thành phần và tính chất cơ lí của cát chảy, cả lớp đá phủ trên và lót dưới. - Đặc điểm thủy văn của cát chảy, chiều sâu thế nằm của mực nước dưới đất, giá trị cột nước, hướng nghiêng mặt nước dưới đất và mặt thủy áp. Ngoài ra khi đánh giá điều kiện ĐCCT khu vực nghiên cứu, cần xét đến vị trí của các công trình hiện có và đang thiết kế. Xét về mức độ ổn định, điều kiện xây dựng chúng, phạm vi ảnh hưởng của chúng đến môi trường xung quanh. [...]... với nhau Hình ảnh xói ngầm gây sự cố nguy hại đến công trình Hình 10 : Nước ngầm chưa rò rỉ vào hố tầng hầm của công trình cao ốc Pacific Hình 11 : Nước ngầm chảy vào hố tầng ngầm của công trình cao ốc Pacific HÌNH ẢNH KHU VỰC PHƯỚC LONG QUẬN 9 Hình 12,13 : Các hố sụt lún ở các nhà dân Hình 14 : Hồ chứa nước thải của công ty Posvina TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Địa chất công trình động lực, V.Đ.LÔMTAZED 2... TRÌNH KHU VỰC CÁT CHẢY: 2 Xây dựng trên nền cát chảy: - Trường hợp cát chảy phân bố gần mặt đất và có bề dày ko lớn, thường đặt móng công trình trên đất chặt hơn và ổn định hơn lót dưới nó hoặc đặt trên đệm dăm, sỏi Hình 3 : Móng đặt trên cát chảy, nền của móng có đệm bằng dăm, thi công trong điều kiện có hàng cọc ván bảo vệ 1 3 1 Sét pha cát 2 Dăm 3 Cát chảy với lớp mỏng sét pha cát và sét 4 Cát chảy. .. chuẩn bị thi công công trình khai đào ngầm a) Khi bắt đầu đông lạnh b)Khi đông lạnh kết thúc V ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH KHU VỰC CÁT CHẢY: 3 Thi công công trình khai đào dưới đất: - Trong cát chảy có áp lực nước khá cao, đề thi công những công trình khai đào ngầm, thường dùng máy đào mở lò tạo áp lực không khí khá cao Dưới tác dụng của không khí nén, cát chảy hoặc nước trong đất bão hòa bị ép... DỰNG CÔNG TRÌNH KHU VỰC CÁT CHẢY: 2 Xây dựng trên nền cát chảy: - Cát chảy có thể là nền tự nhiên hoặc nền nhân tạo Khi đặt móng ở độ sâu không lớn, phải hạn chế giá trị ứng suất tiêu chuẩn trên cát chảy, làm móng rộng, áp dụng những biện pháp nhằm đảm bảo kết cấu tự nhiên của cát chảy Hình 2 : Móng đặt trực tiếp trên cát chảy, móng rộng dần về phía nền Sét pha cát Dăm Cát chảy V ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG CÔNG... Cửa của công trình khai đào ngầm V ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH KHU VỰC CÁT CHẢY: 3 Thi công công trình khai đào dưới đất: - Thi công công trình khai đào ngầm sau khi đã làm đông lạnh đất đá Ta hạ nhiệt độ xuống 20oC bằng cách cho nước muối tuần hoàn trong ống đông lạnh Click to edit Master title style Hình 6 : Mô hình thể hiện trạng thái của đất đá bị đông lạnh ở khu vực chuẩn bị thi công công trình. .. Quá trình đó gọi là xói ngầm - Xói ngầm phát triễn tương đối chậm (hàng năm, hằng chục năm), nhưng phổ biến rộng rãi trong thiên nhiên và biểu hiện rất đa dạng Nếu xói ngầm phát sinh và phát triển ở nền công trình có thể gây ra lún nhiều và lún không đều, mất ổn định, làm biến dạng và phá hoại công trình - Xói ngầm tạo ra những dòng nước lớn chảy vào hố móng xây dựng, vào các công trình khai đào hoặc... nước qua đường thấm dưới đất, quanh vai đập,… - Quá trình xói ngầm thường hay phá vỡ sự làm việc bình thường của các công trình thoát nước ngầm, hệ thống lọc của công trình thu góp nước, các ống lọc ngược do hiện tượng nhét bịt II ĐIỀU KIỆN PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN XÓI NGẦM: Xói ngầm phát sinh khi dòng thấm có tốc độ khá cao, hoặc khi áp lực thủy động trong đất đá có giá trị khá lớn Tác dụng của dòng... khỏi đất đá dưới tác dụng của dòng thấm Ngoài ra, cần chú ý đến điều kiện địa mạo ở điểm lộ trên mặt của các tầng chứa nước, điều kiện bóc lộ các tầng này do các hố móng, công trình khai đào ngầm, các công trình tiêu thoát nước ngầm, … gây ra III DỰ BÁO VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ XÓI NGẦM: 2 Biện pháp xử lí xói ngầm: Để phòng ngừa xói ngầm, người ta thường áp dụng những biện pháp nào có tác dụng làm giảm gradien... cát 2 Cát chảy V ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH KHU VỰC CÁT CHẢY: 3 Thi công công trình khai đào dưới đất: - Thi công công trình khai đào ngầm nhờ những vi chống đặc biệt vây quanh, đóng sâu hơn đáy hố, thi công như thế đồng thời với thoát nước và đôi khi hạ thấp mực nước dưới đất qua các lỗ khoan xung quanh Hình 5 : Dùng vi thả thi công hố thẳng đứng trong cát chảy a, b, c - Những giai đoạn kế tiếp thả... quan đến cát chảy Hình 7 : Nhà bị nghiêng do hiện tượng cát chảy ở Wufeng Hình 8 : Mô hình thể hiện cát chảy bị dồn ép Hình 9 : Nước và cát bị dồn ép lên sau 1 trận động đất ( Christchurch, New Zealand) PHẦN II : XÓI NGẦM I KHÁI NIỆM: - Với những điều kiện nhất định, dòng thấm làm chuyển dịch các hạt nhỏ trong đá hòn mảnh ( cát, sỏi, cuội,…) hoặc thuộc chất nhét trong khe nứt và hốc cactơ Quá trình đó . BÁO CÁO ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐỘNG LỰC CÁT CHẢY - XÓI NGẦM GVHD : Th.S THIỀM QUỐC TUẤN SVTH : Nguyễn Minh Sang 0916287 Nguyễn Hưng Thịnh 0916331 Nguyễn Văn Tiến 0916345 NỘI DUNG BÁO CÁO PHẦN. KIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH KHU VỰC CÁT CHẢY: - Khi xây dựng công trình tại những khu vực có cát chảy, cần phải lấy số liệu địa chất công trình làm cơ sở. 1. Đánh giá yếu tố ĐCCT: - Cát chảy phân bố. dựng trạm bơm. 1. Sét pha cát 2. Cát chảy V. ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH KHU VỰC CÁT CHẢY: 3. Thi công công trình khai đào dưới đất: - Thi công công trình khai đào ngầm nhờ những vi chống đặc