(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh(Luận văn thạc sĩ file word) Giải pháp xử lý nền cát cho hố móng sâu vùng đồng bằng áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh
LỜI CẢM ƠN Dưới giúp đỡ vô quý báu thầy trường Đại học Thuỷ lợi, Ban QLDA tiểu dựán ADB5 tỉnh Bắc Ninh, bạn bè, đồng nghiệp, người thân với nỗ lực thân, tác giả mong muốn đóng góp phần nhỏ đem lại giá trị khoa học - thực tiễn cho đề tài luận văn thạc sỹ kỹ thuật “Giải pháp xử lý cát cho hố móng sâu vùng đồng - Áp dụng cho trạm bơm tiêu Nhất Trai, tỉnh Bắc Ninh” Để đạt vậy, tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc PGS.TS Nguyễn Hữu Huế, cho ý tưởng quý giá, định hướng ban đầu nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành cơng việc nghiên cứu khoa học Tơi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo trường Đại học Thủy lợi, Phòng Đào tạo Đại học sau đại học, Khoa Cơng trình, thầy tham gia giảng dạy khoá Cao học 22 trường Đại học Thủy lợi tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt khố học Cuối cùng, xin gửi lời cám ơn chân thành đến người thân, bạn bè đồng nghiệp khích lệ động viên thực đề tài luận văn này./ Hà Nội, tháng 05 năm 2016 Tác giả Bùi Anh Tú i LỜI CAM KẾT Tôi Bùi Anh Tú, xin cam đoan đề tài luận văn tôi làm Những kết nghiên cứu trung thực.Trong q trình làm tơi có tham khảo tài liệu liên quan nhằm khẳng định thêm tin cậy cấp thiết đề tài Các tài liệu trích dẫn rõ nguồn gốc tài liệu tham khảo thống kê chi tiết Những nội dung kết trình bày Luận văn trung thực, vi phạm tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội, tháng 05 năm 2016 Tác giả Bùi Anh Tú MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I LỜI CAM KẾT II MỤC LỤC III DANH MỤC BẢNG BIỂU V DANH MỤC HÌNH VẼ VI PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài: Phương pháp nghiên cứu: CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THI CÔNG MÓNG TRÊN NỀN CÁT ĐÙN, CÁT CHẢY 1.1 Hiện tượng xói ngầm, cát chảy 1.2 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng phương pháp hạ mực nước ngầm thi công hố móng .3 1.2.1 Hạ mực nước ngầm thi cơng hố móng giới 1.2.2 Hạ mực nước ngầm thi công hố móng Việt Nam 1.3 Ảnh hưởng việc tiêu nước mặt, tiêu nước ngầm đến ổn định hố móng cơng trình 1.3.1.Ảnh hưởng việc tiêu nước mặt, tiêu nước ngầm đến ổn định mái hố móng 1.3.2.Ảnh hưởng việc tiêu nước mặt, tiêu nước ngầm đến ổn định đáy hố móng 1.4 Các cố thi cơng hố móng sâu vùng địa chất cát đùn, cát chảy 1.5 Sự cố, hư hỏng 10 1.5.1 Nguyên nhân dẫn đến cố, hư hỏng 10 1.6 Các kết đạt dùng biện pháp hạ mực nước ngầm để thi cơng hố móng có địa chất cát đùn, cát chảy, tồn nguyên nhân .11 KẾT LUẬN CHƯƠNG 19 CHƯƠNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHI THI CƠNG HỐ MĨNG SÂU 20 2.1 Các giải pháp kỹ thuật thi cơng móng địa chất cát đùn, cát chảy 20 2.1.1 Hạ mực nước ngầm xung quanh hố móng 20 2.1.2 Bố trí tường vây hố móng (cừ, hào bentonite, giải pháp vữa tạo chống thấm ) 21 2.2 Các giải pháp bảo vệ hố móng thi cơng móng địa chất cát đùn, cát chảy 23 2.2.1 Chắn giữ cọc xi măng đất (cọc trộn sâu) 23 2.2.2 Chắn giữ cọc hàng 27 2.2.3 Chắn giữ tường liên tục đất 29 2.3.1 Phương pháp tiêu nước mặt 31 2.3.2 Phương pháp tiêu nước ngầm 43 KẾT LUẬN CHƯƠNG 58 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP VÀO TÍNH TỐN HỐ MĨNG TRẠM BƠM NHẤT TRAI – TỈNH BẮC NINH 59 3.1 Giới thiệu trạm bơm Nhất Trai 59 3.1.1 Các thông số trạm bơm 59 3.1.2 Tài liệu địa chất khu vực trạm bơm 62 3.2 Những vấn đề thi công hố móng trạm bơm Nhất Trai 68 3.2.1 Theo thiết kế ban đầu 68 3.2.2 Thực tế thi công công trường: 69 3.3 Đề xuất giải pháp dùng hệ thống giếng kim để hạ thấp mực nước ngầm cho hố móng trạm bơm Nhất Trai 70 3.3.1 Tính tốn hạ mực nước ngầm 70 3.3.2 Kiểm tra hạ mực nước ngầm phần mềm Modflow 73 KẾT LUẬN CHƯƠNG 80 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2-1 Bảng tính trị số n 38 Bảng 2-2 Lượng thấm từ đáy móng lên (Q t3) 40 Bảng 2-3 Bảng tính trị số Ta 55 Bảng 3-1 Thông số kỹ thuật trạm bơm Nhất Trai 60 Bảng 3-2 Chỉ tiêu lý đất 65 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1 Biểu đồ biến đổi sức chống cắt đất thay đổi độ ẩm Hình 1-2 Sơ đồ lực tác dụng lên mái dốc có áp lực thủy động Hình 1-3 Tác dụng nước ngầm gây bục đáy hố móng Hình 1-4 Nước ngầm có áp tác dụng lên lớp đất khơng thấm đáy hố móng gây bục đáy hố móng Hình 1-5 Hố xói phá hủy đoạn đường Lê Văn Lương (kéo dài) Hà Nội, mùa mưa 2012 13 Hình 1-6 Mặt cắt ngang hố móng trạm bơm Như Trác 14 Hình 1-7 Hố móng cống Vân Cốc có hàng cừ vây xung quanh sử dụng hệ thống giếng kim tiêu nước không đạt hiệu 15 Hình 2-1 Sơ đồ giếng đơn hạ mực nước ngầm .20 Hình 2-2 Phản ứng hóa học xi măng đất 26 Hình 2-3 Các hình thức chắn giữ cọc hàng 28 Hình 2-4 Một kiểu bố trí rãnh tiêu q trình đào móng 32 Hình 2-5 Bố trí hệ thống tiêu nước thường xuyên 33 Hình 2-6 Chống đỡ cho giếng tập trung nước 33 Hình 2-7 Sơ đồ tính thấm qua đê quai không thấm .36 Hình 2-8 Sơ đồ tính thấm qua đê quai đất thấm 37 Hình 2-9 Sơ đồ tính thấm vào hố móng hồn chỉnh .38 Hình 2-10 Sơ đồ tính tốn giếng khơng hồn chỉnh .40 Hình 2-11 Sơ đồ tính tốn lưu lượng bơm bổ sung 41 Hình 2-12 Giếng thường cỡ lớn 44 Hình 2-13 Ống lọc nước gang đúc .44 Hình 2-14 Bố trí hệ thống giếng kim xung quanh hố móng 46 Hình 2-15 Cấu tạo giếng kim với khớp nối lề 46 Hình 2-16 Hai tầng giếng kim để hạ thấp mực nước ngầm 48 Hình 2-17 Cấu tạo giếng kim có thiết bị dòng phun .49 Hình 2-18 Cấu tạo vịi phun 49 Hình 2-19 Sơ đồ giếng kim lọc kết hợp điện thấm .51 Hình 2-20.Cấu tạo giếng khoan loại nhỏ .52 Hình 2-21 Sơ đồ tính tốn giếng khơng hồn chỉnh .54 Hình 3-1 Phối cảnh tổng thể trạm bơm Nhất Trai 60 Hình 3-2 Mặt cắt địa chất khu vực nhà trạm 2-2’ 64 Hình 3-3 Mặt cắt địa chất nhà trạm 12-12’ 64 Hình 3-4 Hố móng trạm bơm Nhất Trai .69 Hình 3-5 Cắt ngang hố móng trạm bơm Nhất Trai .72 Hình 3-6 Mặt bố trí giếng kim hố móng trạm bơm Nhất Trai 73 Hình 3-7 MNN xung quanh phạm vi hố móng sau ngày hút nước liên tục 42 giếng đặt cách 3,5m nhìn từ xuống 75 Hình 3-8 MNN xung quanh phạm vi hố móng sau ngày hút nước liên tục 42 giếng đặt cách 3,5m 75 Hình 3-9 Mơ tả bố trí hệ thống giếng hạ MNN giếng quan trắc MNN xung quanh phạm vi hố móng theo khơng gian 3D 76 Hình 3-10 Mặt cắt dọc qua tim hố móng 76 Hình 3-11 Mặt cắt ngang qua tim hố móng 77 Hình 3-12 cắt ngang qua tim hố móng .77 Hình 3-13 Mặt cắt ngang qua tim hố móng 78 Hình 3-14 Đường quan hệ MNN hố móng theo thời gian bơm nước hệ thống giếng (gồm 42 giếng) xung quanh phạm vi hố móng 78 PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Móng hầu hết cơng trình thường nằm mặt đất từ vài mét đến hàng chục mét Đào móng cơng việc thi cơng xây dựng cơng trình Khi đào móng, chuyển khối lượng đất đá, phá vỡ cân tự nhiên môi trường đất đá, nước đất nên xảy loạt tượng gây trở ngại đến cơng tác đào móng như: Đất đá thành hố trượt lở, di chuyển vào hố móng, đất đáy hố bị đẩy trồi, nước đất, cát chảy vào hố móng, vùng đất xung quanh hố móng chuyển vị làm cho cơng trình lân cận lún sụt, nứt nẻ Sự cố thi cơng hố móng cơng trình ln song hành với việc lựa chọn giải pháp thi công hố đào không thích hợp với điều kiện địa chất nước ngầm Sự chuyển dịch đất quanh hố đào xẩy q trình đào móng hay sau thời gian hố đào lấp đất Đây vấn đề khó tránh khỏi, nhà thầu thiết kế thi cơng lực, kinh nghiệm tài liệu khảo sát thiếu xác Vấn đề đào hố móng ln ln chủ đề thời sự, tiềm ẩn nhiều rủi ro cần xem xét kỹ lưỡng có giải pháp thi cơng thích hợp, nhằm hồn thành cơng trình thời hạn, an tồn hiệu Mục đích nghiên cứu đề tài: - Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật khắc phục tượng cát đùn, cát chảy thi cơng cơng trình - Ứng dụng kết nghiên cứu tính tốn cho thi cơng trạm bơm tiêu Nhất Trai, huyện Lương Tài, Tỉnh Bắc Ninh Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu tài liệu chuyên ngành có liên quan đến vận động nước ngầm, ổn định thấm cơng trình - Tính tốn ổn định hố móng sâu điều kiện địa chất nước ngầm bất lợi, đồng thời phân tích mơ hình phần mềm Plaxis, Modflow Từ đề giải pháp bảo vệ kênh dẫn, phòng tránh cát đùn, cát chảy cho kênh q trình thi cơng vận hành, sử dụng sau - Áp dụng cho cơng trình thực tế có so sánh kết nghiên cứu thực tế CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THI CƠNG MĨNG TRÊN NỀN CÁT ĐÙN, CÁT CHẢY 1.1 Hiện tượng xói ngầm, cát chảy Khi xây dựng cơng trình đồng bằng, ven sơng, biển có hố móng sâu (các trạm bơm lớn, hệ thống tiêu nước, tầng hầm tịa nhà, hầm đường bộ, ga tàu điện ngầm ) thường gặp đất lớp cát hạt trung cát hạt mịn có lẫn lượng nhỏ hạt sét phù sa mực nước ngầm tự nhiên cao, số trường hợp đáy móng cơng trình có tầng nước áp lực, trường hợp đào móng dễ phát sinh tượng: Đáy hố móng bị bục tầng nước áp lực phía đẩy lên lớp đất đáy móng mỏng, kéo theo đất cát vào hố móng Nước ngầm chảy từ mái hố móng kéo theo đất cát vào hố móng Khi đào móng cơng trình này, mực nước ngầm lộ ra, hạt mịn, hạt nhỏ cát chứa bụi bị nước ngầm kéo theo từ xung quanh mái hố móng đáy hố móng vào hố móng cơng trình Hiện tượng chảy cát diễn cách chậm chạp, nhanh hình thức đùn sau đào đến chúng, làm cho mái hố móng ổn định, bục đáy hố móng Nếu lượng đất, cát chảy vào hố móng q nhiều gây sụt lún, đổ vỡ cơng trình xây dựng có xung quanh hố móng 1.2 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng phương pháp hạ mực nước ngầm thi cơng hố móng Tiêu nước cho hố móng xây dựng để ngăn ngừa tác động có hại dòng chảy nước ngầm mái hố móng Ngăn lưu lượng nước ngầm chảy vào hố móng, tiêu nước cho đất tầng đào, ngăn ngừa đất mái móng bị sụt trượt Từ đánh giá tác giả nhận thấy việc đơn vị tư vấn đưa biện pháp tiêu nước hố móng đóng cừ chống thấm chưa đảm bảo triệt để, q trình thi cơng xảy tượng nước ngầm thấm từ đáy hố móng lên với tốc độ lớn nên Trong phạm vi Luận văn, tác giả đưa biện pháp thi cơng tiêu nước hố móng trạm bơm Nhất Trai phương pháp giếng kim 3.3 Đề xuất giải pháp dùng hệ thống giếng kim để hạ thấp mực nước ngầm cho hố móng trạm bơm Nhất Trai 3.3.1 Tính tốn hạ mực nước ngầm Các thơng số tính tốn: + Hệ số thấm K: Do hố móng xây dựng đất không đồng nhất, lưu lượng thấm vào hố móng qua lớp đất có hệ số thấm khác ta phải sử dụng hệ số thấm tương đương để tính tốn lưu lượng thấm Đối với lớp đất 1a ta có: Chiều dầy lớp đất T = 2m, K1= 7x10-5 m/s Đối với lớp đất ta có: Chiều dầy lớp đất T = 1m, K2= 4x10-6 m/s Đối với lớp đất ta có: Chiều dầy lớp đất T = 9m, K3= 4x10-5 m/s Đối với lớp đất ta có: Chiều dầy lớp đất T = 10,7m, K4 = 9x10-6 m/s Đối với lớp đất ta có: Chiều dầy lớp đất T = 9m, K5 = 6x10-5 m/s Hệ số thấm tương đương: Ktb KiTi Ti 3,597x105 m / s 3,108 m/ng.đ + Đường kính ống lọc D=100, chiều dài ống lọc L=2m + Mực nước ngầm cao độ +1,3m, chiều sâu hạ MNN đáy hố S =6,3m + Bố trí giếng xung quanh hố móng cao trình +2,3m cách mép hố móng 2m Xác định khả hút giếng đơn: q = F x ν (m3/ngđ) Trong đó: + F diện tích ống lọc: = 3,14*0,1*2,0= 0,628 (m ) + ν tốc độ nước thấm vào ống lọc, theo A-bra-môp: ν = 604 K604 3,108 79,66 (m/ngđ) q= 0,628*79,66= 50,03 (m3/ngđ) Xác định độ sâu hạ MNN giếng S: S=So+ΔS S 0,3q 1, 23* lg L L*K r 0,3* 50, 03 1, 23* 2 * 3,108 lg 0, 05 4, 08m + r: bán kính ống lọc: r = 0,05 (m) Như S = 6,3 + 4,08 = 10,38 (m) Xác định chiều sâu hạ giếng H: H= So+L+ ΔS+ Δh+ho Trong đó: + Δh: Cột nước tiêu hao nước chảy qua ống lọc (0.5-1)m lấy Δh= 1m +h : Độ ngập nước ống lọc (0,5-2)m lấy h0=1m Như vậy: H = 6,3 + + 4,08 + + = 14,38 (m) Xác định bán kính ảnh hưởng R R 2S HK *10,38 14,38 * 3,108 139m Xác định bán kính biểu kiến r0 F 1000 17,8m Trong đó: + F: Diện tích hố móng: F = 1000 (m ) Xác định trị số vùng ảnh hưởng Ta Ta có: Ta = 1,65 => Ta= 1,65x14,38 = 23,74 (m) => t = Ta - H= 23,74 -14,38 = H 9,35 (m) với (S0/H=0,43) Tính lưu lượng thấm qua giếng vào hố móng (H 0,5S )S Q Q ' Q '' 2, 73KS0 R 0r S lg t 7R r lg r0 1513, r0 0,5t - Xác định số lượng giếng n: n Q m , m: hệ số dự trữ m= 1,2-:-1.3 q 1513,7 50,03 1,3 39n,33 Chọn n = 40 giếng Xác định khoảng cách giếng e: P ex2 n (50 20) 40 3,5(m) P – chu vi bố trí giếng kim (m) n – số giếng kim Hình 3-5 Cắt ngang hố móng trạm bơm Nhất Trai (m /ng.đ) Hình 3-6 Mặt bố trí giếng kim hố móng trạm bơm Nhất Trai 3.3.2 Kiểm tra hạ mực nước ngầm phần mềm Modflow 3.3.2.1 Tổng quan Khi thiết kế HMNN bảo vệ mái hố móng khơng phải có giếng mà nhiều giếng, bố trí thành hàng nhiều hàng giếng làm việc đồng thời ảnh hưởng chúng với yếu tố yêu cầu cần xét đến Đặc biệt hệ thống giếng gồm nhiều loại giếng khác nhau, có lưu lượng bơm khác nhau, đặt độ sâu khác nhau, địa chất xung quanh giếng khác nguồn bổ sung lượng nước ngầm khác nên lưu lượng thấm vào giếng khác nhau, …làm cho yếu tố đầu vào việc tính tốn phức tạp việc tính tốn theo truyền thống gặp nhiều khó khăn, sai số lớn Khi thiết kế HMNN đòi hỏi phải đưa nhiều phương án lựa chọn thiết bị HMNN, bố trí hệ thống giếng khác nhau, … để tính tốn so sánh kinh tế kỹ thuật để lựa chọn phương án tối ưu Do đó, cán thiết kế nhiều thời gian cơng sức để tính tốn Như vậy, việc ứng dụng cơng nghệ tin học phần mềm chạy môi trường Windows để tính tốn thiết kế HMNN điều cần thiết để giảm công sức, thời gian tăng độ tin cậy Nổi trội phần mềm đại ngày phần mềm Visual Modflow Canada sản xuất Phiên 4.2.0.151 sản xuất năm 2006 chạy mơi trường Windows XP, có giao diện thân thiệt hỗ trợ lớn đồ họa cho phép người sử dụng mơ mơ hình tính tốn dạng 2D 3D Phần mềm VisualModflow chuyên gia giới Việt Nam đánh giá chương trình hồn chỉnh nhất, đáp ứng khả mô môi trường chiều dòng chảy nước đất di chuyển chất nhiễm dựa sở dịng thấm khơng ổn định Nó tổng hợp chương trình MODFLOW, MODPATH, MT3D PEST Giao diện cấu trúc menu cho phép dễ dàng định phạm vi, đơn vị xác định đặc điểm điều kiện biên, chạy mơ hình, kiểm định mơ hình thể kết với đường đẳng áp, đồ thị, miền màu Mạng lưới, thông số đưa vào kết mặt cắt hay bề mặt lúc xây dựng mơ hình hay biểu diễn kết VisualModflow phần mềm mạnh, có đủ tính cần cho mơ hình dịng chảy nước ngầm chiều di chuyển chất nhiễm bẩn Công ty Waterloo Hydrogeologic phát triển phần mềm Visual Modflow từ năm 1989 sử dụng 90 nước giới Phiên VisualModflow Ver 1.0 phát hành vào tháng 8/1994 trở thành mơ hình chuẩn nước đất môi trường cho 3500 người dùng hãng tư vấn, sở giáo dục tổ chức phủ tồn giới Tại Việt Nam phần mềm biết đến bước đầu ứng dụng kể từ năm 1998 Hiện sử dụng gần thức số quan nghiên cứu quản lý tài nguyên nước đất Phần mềm VisualModflow (Ver 4.2.0.151) tung thị trường đầu năm 2007 có tính gồm menu Input, Run Output Ngồi cịn có hệ thống Setup Help 3.3.2.2 Kết tính tốn theo phầm mềm Modflow Hình 3-7 MNN xung quanh phạm vi hố móng sau ngày hút nước liên tục 42 giếng đặt cách 3,5m nhìn từ xuống Hình 3-8 MNN xung quanh phạm vi hố móng sau ngày hút nước liên tục 42 giếng đặt cách 3,5m Hình 3-9 Mơ tả bố trí hệ thống giếng hạ MNN giếng quan trắc MNN xung quanh phạm vi hố móng theo khơng gian 3D Hình 3-10 Mặt cắt dọc qua tim hố móng Hình 3-11 Mặt cắt ngang qua tim hố móng Hình 3-12 cắt ngang qua tim hố móng Hình 3-13 Mặt cắt ngang qua tim hố móng Hình 3-14 Đường quan hệ MNN hố móng theo thời gian bơm nước hệ thống giếng (gồm 42 giếng) xung quanh phạm vi hố móng Từ kết ta thấy bố trí 42 giếng xung quanh hố móng đảm bảo hạ MNN đáy hố móng xuống đến cao trình thiết kế (theo giếng quan trắc điểm hố móng MNN cao trình ổn định -5,2m) Từ kết tính tốn tác giả nhận thấy việc tiêu nước hố móng biện pháp giếng kim giải triệt để tượng mạch đùn, mạch sủi từ đáy hố móng, đảm bảo cho thi cơng cơng trình thuận lợi Mặt khác so sánh vấn đề kinh tế tác giả nhận thấy sau: Đơn vị: Triệu đồng TT Biện pháp thi cơng Đóng cừ chống thấm (theo thiết kế tính tốn) Dùng giếng kim (tác giả tính sơ bộ) 2.1 Ch i phí bơm nước hố móng 2.2 Chi phí thi cơng giếng kim Dự tốn xây lắp 2.800 1.720 520 1.200 Qua phân tích so sánh kết tính tốn tác giả thấy việc tính toán lựa chọn tư vấn thiết kế chưa phù hợp với thực tế: Tính tốn biện pháp cho thấy việc sử dụng hệ thống giếng kim để tiêu nước hố móng bảo đảm chủ động hạ thấp mực nước ngầm đến độ sâu yêu cầu, tạo gradient thấm ngược khắc phục tượng xói ngầm, cát chảy làm ổn định mái hố móng, khắc phục tượng bùng nền, không gây cản trở việc thi cơng hố móng Về vấn đề kinh tế khắc phục cách đáng kể, với giá thành theo tác giả tính tốn giảm đến gần 40% so với phương án mà đơn vị tư vấn thiết kế đưa Mặt khác khu vực trạm bơm Nhất Trai không nằm gần khu dân cư địa phương nên không gây ảnh hưởng lớn đến đời sống sinh hoạt địa phương vùng dự án KẾT LUẬN CHƯƠNG Qua thực tế hố móng cơng trình trạm bơm Nhất Trai, cho thấy hậu việc người thiết kế thi công không hiểu đầy đủ sở tính tốn giải pháp công nghệ việc xử lý cát đùn, cát chảy cho hố móng cơng trình, phức tạp việc tiêu nước ngầm cho hố móng Đây học cho việc thiết kế thi công hố móng sâu có mực nước ngầm cao sau Trong q trình thi cơng cần quan tâm mức đến lớp lọc xung quanh giếng ống lọc: Lớp lọc khơng có, khơng đủ dày thành phần hạt không để cát chui vào ống lọc làm giảm lưu lượng vào giếng chí làm tắc ống lọc Đối với cơng trình tuyến dài cần làm thử hút nước thí nghiệm nhiều công tác khảo sát địa chất hết Việc tính tốn thiết kế hạ thấp mực nước ngầm cịn gặp nhiều khó khăn, nhiều thời gian Cần vận dụng công nghệ tin học vào thiết kế để tăng độ xác để giảm thời gian sức lực tính tốn KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua thời gian nghiên cứu, tìm tịi học hỏi Tác giả hồn thành luận văn thạc sĩ với mục tiêu đề nên Luận văn có kết quả: Bước đầu nêu tổng quan tượng xói ngầm, cát chảy, cố điển hình thường gặp thi cơng hố móng sâu có mực nước ngầm cao Đưa phương pháp bảo vệ hố móng sâu có mực nước ngầm cao vùng cát chảy Tính tốn so sánh với kết thực tế thi cơng hố móng trạm bơm Nhất Trai, huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh Với kết đạt nêu trên, Luận văn thực đầy đủ yêu cầu theo đề cương đặt Tuy nhiên với thời gian nghiên cứu có hạn, bên cạnh kết đạt tác giả chưa sâu nghiên cứu giải pháp chống đỡ cho hố móng sâu Tác giả cho đề tài nghiên cứu phù hợp với thực tế xây dựng công trình có hố móng sâu, mực nước ngầm cao vùng cát chảy Vì Tác giả hy vọng thời gian tới có điều kiện để tiếp tục nghiên cứu sâu đề tài đóng góp kết có tính thuyết phục Những kiến nghị cần nghiên cứu giai đoan bao gồm nội dung sau Cần nghiên cứu tính tốn sâu phương án bảo vệ hố móng để so sánh toán kinh tế kỹ thuật cho cơng trình hố móng Nghiên cứu tính tốn hạ thấp mực nước ngầm phần mềm đại có mơ hình khơng gian chiều Nghiên cứu cải tiến công nghệ phương pháp bảo vệ hố móng nói chung cơng nghệ hạ thấp mực nước ngầm nói riêng để giảm giá thành thi cơng cơng trình Khi đề xuất giải pháp thi cơng hố móng, khơng đơn giải pháp tiêu nước ngầm mà giải pháp kết hợp trình tự ứng dụng giải pháp cho hiệu kinh tế kỹ thuật Trong khuôn khổ luận văn Thạc sĩ chuyên ngành xây dựng cơng trình thuỷ, tác giả giới thiệu phương án để bảo vệ hố móng nói chung áp dụng tính tốn hạ thấp mực nước ngầm cụ thể cho hố móng cơng trình trạm bơm Nhất Trai, huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh Tác giả hy vọng luận văn tài liệu tham khảo cách tính lựa chọn phương án bảo vệ hố móng sâu có mực nước ngầm cao cho nhà thiết kế, thi cơng xây dựng cơng trình nói chung cơng trình thủy lợi nói riêng TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Hồng Tư An (2005), Thủy lực cơng trình NXB Nơng nghiệp, Hà Nội 2- Cao Văn Chí, Trịnh Văn Cương (2003), Cơ học đất, NXB Xây dựng, Hà Nội 3- Lê Văn Hùng, Bài giảng tiêu nước hố móng 4- Nguyễn Bá Kế(2002),Thiết kếvà thi cơng hố móng sâu, NXB Xây dựng, Hà Nội 5- Trần Văn Toản (2007), Nghiên cứu cải tiến công nghệ hạ thấp mực nước ngầm xây dựng cơng trình mềm yếu có tượng cát chảy, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 6- Trường Đại học thủy lợi (2004), Giáo trình thủy cơng tập I, II, NXB Xây dựng, Hà Nội 7- Trường Đại học Thủy lợi (2004), Thi cơng cơng trình thủy lợi tập I, II, NXB Xây dựng, Hà Nội 8- Nguyễn Uyên (2008), Thiết kế xử lý hố móng, NXB Xây dựng, Hà Nội 9- V.I Svay (bản dịch Vụ kỹ thuật, Bộ Thủy lợi), Bảo vệ hố móng cơng trình thủy công 10- Witlow R (1996), Cơ học đất, NXB Giáo dục, Hà Nội ... riêng CHƯƠNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHI THI CƠNG HỐ MĨNG SÂU 2.1 Các giải pháp kỹ thuật thi cơng móng địa chất cát đùn, cát chảy Thi công cơng trình có hố móng sâu vùng có mực nước... cơng hố móng sâu địa chất cát đùn, cát chảy Hiện có hai phương pháp tiêu nước hố móng tiêu nước mặt hạ thấp mực nước ngầm 2.3.1 Phương pháp tiêu nước mặt 2.3.1.1 Điều kiện áp dụng Hố móng. .. Phương pháp tiêu nước mặt 31 2.3.2 Phương pháp tiêu nước ngầm 43 KẾT LUẬN CHƯƠNG 58 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP VÀO TÍNH TỐN HỐ MĨNG TRẠM BƠM NHẤT TRAI – TỈNH BẮC NINH