Nguyên lý hoạt động của ống kim lọc giống nh giếng lọc song việc triển khai và thu hồi nhanh do kim lọc tự hạ, không cần khoan. Các kim lọc hoạt động theo 1 hệ thống nhất nên hiệu quả cao, kim có thể đặt dầy nên có thể tạo thành vành đai chặn nớc ngầm chảy vào hố móng. Kim lọc áp dụng khi hố đào cần ngăn nớc liên tục nhng lu lợng nhỏ.
Hạ mực nớc ngầm bằng kim lọc khi mực nớc ngầm lớn thì phải chia làm nhiều cấp. Mỗi cấp bố trí một hệ thống kim.
Khi hạ mực nớc ngầm bằng giếng lọc hay kim lọc cần phải xác định đợc các thông số : Hệ số lọc k, bán kính hoạt động của giếng R, chiều sâu H, chiều dầy của tầng nớc ngầm S để tính toán chính xác hiệu quả hạ nớc ngầm của giếng. Thông thờng ngời ta khảo sát thí nghiệm trớc khi bố trí giếng chính thức.
Đôi khi để giảm lún cho công trình bên cạnh, ngời ta kết hợp hạ mực nớc ngầm với bơm nớc lộ thiên sẽ đạt hiệu quả cao hơn, lúc đó mực nớc ngầm ở ngoài vùng kim lọc không cần hạ nhiều.
Ưu điểm của phơng pháp hạ mực nớc ngầm là làm giảm tối đa nớc chảy vào hố đào; giảm áp lực lên vách chống thành hố đào, thi công thuận lợi hơn.
Một trong những vấn đề rất quan trọng ở đây là làm sao chống lún cho công trình bên cạnh do ảnh hởng của việc hạ mực nớc ngầm. Ngời ta đa ra lời khuyên là thời gian hút nớc phải là tối thiểu. Việc hoạt động của giếng lọc chỉ chấm dứt hoạt động khi đã hàn đáy tầng hầm chống thấm tờng. Cần thu hồi lại toàn bộ hệ thống ống kim lọc để sử dụng cho công trình khác.
Lu lợng nớc trong hệ thống kim lọc xác định theo công thức :
( )31,36.(2 ) . 1,36.(2 ) . lg lg H S S k m Q s F R H − = − (3)
Công thức này áp dụng cho sơ đồ ống hình vòng khép kín. Đối với sơ đồ bố trí theo đờng dùng công thức : ( ) 2 3 (H h lk m) Q s R − = (4)
Trong đó : H - Độ dày của lớp nớc ngầm (m). S - Mực nớc cần hạ (m)
h - Độ dày lớp nớc còn lại (m) k - Hệ số lọc (m/ngày)
R - Bán kính hoạt động của kim lọc (m) F - Diện tích xung quanh vùng kim lọc (m2) l - Chiều dài chuỗi kim lọc (m)
Bán kính hoạt động của kim xác định theo công thức của Cusakin : R = 575S.H.k (5)
NNS S H h R Hình 22. Bố trí ống kim lọc d) Hạ mực nớc ngầm bằng phơng pháp điện thấm :
Khi đất nền là loại đất hạt bụi hoặc á sét (C=10-3 ữ 10-5 cm/s) việc sử dụng ph- ơng pháp giếng thu nớc thông thờng ít có hiệu quả do lu lợng nớc tập trung về giếng không lớn trong khi nớc vẫn thâm vào đáy hố đào. Bằng cách sử dụng dòng điện một chiều có thể định hớng và làm tăng lu lợng nớc tập trung về các giếng. Nguyên lý của phơng pháp này đợc minh hoạ trên hình 23. Trong điện tr- ờng giữa các điện cực nớc tự do trong đất di chuyển qua các lỗ rỗng từ dơng cực sang âm cực. Biện pháp này làm thoát nớc trong lỗ rỗng của đất, tăng cờng độ của đất do đó làm tăng khả năng ổn định của thành hố đào.
Theo Casagrande, hệ số điện thấm của cát, cát bụi và sét đợc lấy bằng KC=0,5.10cm/s khi chênh lệch điện thế bằng 1 volt/cm, nghĩa là KC = 0,5x10(cm/s)/(volt/cm).
Bơm Giếng Cathode Anode Bơm GS GWT Cathode Giếng Anode