CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP HẠ MỰC NƯỚC NGẦM
3.4. Tính tốn bố trí giếng bơm hạ mực nước ngầm bằng phần mềm visual modflow
modflow 2011.1 cho cơng trình Marriott Đà Nẵng
- Thiết lập hệ đơn vị tính tốn:
Length: m; Time: day; conductivity: m/d; pumping rate : m3/day ; recharge: m/d
Hình 3.3. Thiết lập hệ đơn vị tính tốn
- Thiết lập các thông số môi trường thấm và định hướng giải bài toán:
45
+ Hệ số thấm lớp đất thứ nhất theo 3 phương x,y,z là 12 m/d
+ Phương pháp tính là dịng chảy liên tục : run type : transient flow
- Thiết lập chiều cao mực nước ngầm:
+ Căn cứ vào các thông số trong bảng khảo sát địa chất cao độ đỉnh mực nước ngầm ( Zmin) là -1,4m; đáy mực nước ngầm (Zmax) là 50,2m
Hình 3.5. Thiết lập chiều cao mực nước ngầm
- Tạo hệ lưới cho hố đào:
46
+ Tạo hệ lưới theo hai phương dựa vào kích thước hố đào chia nhỏ trục tọa độ của
hố đào để mơ hình kích thước hố đào chính xác.
- Thiết lập gán hệ số thấm cho từng lớp địa chất:
Hình 3.7. Gán hệ số thấm cho từng lớp địa chất
+ Chia hệ lưới trục theo phương Z theo chiều dày từng lớp địa chất để gán hệ số thấm tương ứng cho từng lớp xuyên suốt chiều sâu hố đào.
- Hoàn thành gán hệ số thấm cho từng lớp địa chất
Hình 3.8. Hồn thành gán hệ số thấm cho từng lớp địa chất
- Thiết lập các thông số giếng bơm:
+ Bán kính của giếng R Well (m) : 0,1 + Bán kính màn lọc : R skin (m) : 0,15
47
+ Diện tích hút nước trên ngày T skin (m2/day) : 500
+ Mực nước ngầm ở cao độ water level -1,4m
Hình 3.9. Tạo giếng quan trắc và giếng hút nước
- Thiết lập vị trí ống lọc và lịch trình bơm:
Hình 3.10. Thiết lập cao độ ống lọc và lịch trình bơm
+ Cao độ đầu ống lọc Top (m): -27m + Cao độ đáy ống lọc bottom (m): -35m
+ Lịch trình bơm của giếng được thiết lập theo dõi trong 7 ngày với lưu lượng bơm
của mỗi giếng là q = 513,899 m3/day. Căn cứ vào lịch trình bơm có thể theo dõi được mực nước hạ được trong 24 giờ từ đó có thể điều chỉnh thời gian thi cơng hạ giếng bơm với thi công đào đất cho hợp lý an toàn.
- Thiết lập tường barrette cho hố đào:
48
+ chiều sâu tường là 42m
Hình 3.41. Gán tường barette cho hố đào
- Gán chiều cao mực nước ngầm sau lưng tường barrette:
+ Cao độ mực nước ngầm sau lưng tường barrette là -1,4m
Hình 3.12. Gán cao độ mực nước ngầm sau lưng tường barrette
- Chạy chương trình.
49
Phương án 1: Bố Trí giếng phân bố đều bên trong hố đào
Hình 3.13. Mặt bằng bố trí giếng bơm theo phương án 1 cơng trình Marriott
Hình 3.14. Mặt cắt ngang kết quả theo phương án 1 cơng trình Marriott
50
- Kết quả tính tốn hạ mực nước ngầm cho cơng trình marriott bằng phần mềm visual modflow 2011.1 như sau:
+ Phương án 1 bố trí 29 giếng phân bố đều trong lịng hố móng thành 9 cột với khoảng cách giữa các giếng là 9,7m và 3 cột với khoảng cách là 9m tổng là 27 giếng còn thừa 2 giếng sẽ bổ sung vào 2 vị trí mà giếng có khoảng cách lớn hơn 9,7m kết quả thể hiện trên các mặt cắt như sau:
+ Theo mặt cắt A-A : chiều cao mực nước ngầm hạ được nông nhất là 25m rơi vào vị trí giữa các giếng liền kề thỏa mãn yêu cầu bài toán hạ mực nước ở cao độ 21,7m- 22,4m. Các vị trí gần tâm giếng được hạ thấp hơn vị trí giữa hố móng do gần tâm giếng bơm hơn nên mặt cắt A-A thỏa mãn. Các khu vực bên ngoài thành hố đào được hạ xuống cao độ trung bình là 5m.
+ Theo mặt cắt B-B: chiều cao mực nước ngầm ở vị trí nơng nhất là 18m và sâu nhất là 21m vậy mặt cắt B-B không thỏa mãn yêu cầu. Các khu vực bên ngoài thành hố đào được hạ xuống cao độ trung bình là 5m.
+ Theo mặt cắt C-C: chiều cao mực nước ngầm ở vị trí nơng nhất là 18m rơi vào bên phải sát thành hố móng trục X9, và sâu dần về vị trí bên trái hố móng ở cao độ sâu nhất trục X1 là 28m tuy nhiên vẫn không thỏa mãn yêu cầu. Các khu vực bên ngoài thành hố đào được hạ xuống cao độ trung bình là 5m.
Kết luận phương án 1:
- Bố trí giếng bơm theo phương án 1 không đảm bảo tháo khơ hố móng an tồn. -Từ kết quả thể hiện trên mặt bằng và mặt cắt ngang, mặt cắt dọc của phương án 1 tác giả nhận xét rằng cách bố trí phân bố đều bên trong lịng hố móng theo 3 hàng 9 cột thì độ sâu mực nước ngầm hạ được từ 18m-28m với cao độ mực nước chênh nhau lớn 10m như vậy thì hiệu quả làm việc của các giếng bơm không phát huy được tối đa. Và sự chênh lệch này đã thể hiện rõ rệt theo sự thay đổi hình dạng hố móng từ trái sang phải. Từ đó tác giả sẽ bố trí lại giếng căn cứ vào kết cả phương án 1 và chia hố móng thành hai hình chữ nhật như hình bên dưới:
Hình 3.18. Mặt bằng chia hố móng thành hai hố nhỏ
- Căn cứ vào hình dạng hố móng và kết quả thể hiện ở phương án 1 tác giả bố trí lại giếng bơm phân bố bên trong lịng hố móng theo phương pháp lấy bớt đi các giếng
51
ở vị trí mực nước ngầm được hạ xuống sâu hơn mực nước ngầm cần hạ theo yêu cầu của đề bài để bù vào những vị trí nơng hơn khơng thỏa mãn, kết hợp với chia hố móng thành 2 hình chữ nhật với tỷ lệ diện tích của 2 hố móng nhỏ gần bằng tỷ lệ số lượng các giếng bố trí phân bố đều bên trong lịng 2 hố móng nhỏ ta được phương án tối ưu của phương án 1 như sau lấy 3 giếng 1 cột của khu vực S1 bù sang khu vực S2 rồi chia đều khoảng cách các giếng theo 2 hố móng riêng biệt như bên dưới:
S1 S2= 911 1277=0,71 14 giếng 18 giếng=0,77
Phương án tối ưu của phương án 1: Bố Trí giếng bơm phân bố đều theo tỷ lệ diện tích 2 hình chữ nhật bên trong hố móng
- Ở phương án này tác giả bố trí 18 giếng cho diện tích S1 làm 6 cột với khoảng cách giữa các giếng là 11,64m và 3 hàng với khoảng cách giữa các giếng là 9m, bố trí 14 giếng làm việc cho diện tích S2 thành 4 cột với khoảng cách gữa các cột là 6.5m và 3 hàng với khoảng cách giữa các giếng là 9m. Còn thừa 2 giếng sẽ bổ sung vào 2 vị trí mà giếng có khoảng cách lớn hơn 9m.
Hình 3.19. Mặt bằng bố trí giếng bơm theo phương án tối ưu của phương án 1
52
Hình 3.21. Mặt cắt A-A Hình 3.22. Mặt cắt B-B Hình 3.23. Mặt cắt C-C
- Kết quả tính tốn hạ mực nước ngầm cho cơng trình marriott bằng phần mềm visual modflow 2011.1 như sau:
+ Theo mặt cắt A-A : chiều cao mực nước ngầm hạ được nơng nhất là 22,5m rơi vào vị trí giữa các giếng liền kề thỏa mãn yêu cầu bài toán hạ mực nước ở cao độ 21,7m- 22,4m. Các vị trí gần tâm giếng được hạ thấp hơn vị trí giữa hố móng do gần tâm giếng bơm hơn nên mặt cắt A-A thỏa mãn. Các khu vực bên ngoài thành hố đào được hạ xuống cao độ trung bình là 5m.
+ Theo mặt cắt B-B: chiều cao mực nước ngầm ở vị trí nơng nhất là 22,5m vậy mặt cắt B-B thỏa mãn yêu cầu. Các khu vực bên ngoài thành hố đào được hạ xuống cao độ trung bình là 5m.
+ Theo mặt cắt C-C: chiều cao mực nước ngầm ở vị trí nơng nhất là 22m các vị trí cịn lại thấp hơn 22m vị trí sâu nhất đến 24,5m. Các khu vực bên ngoài thành hố đào được hạ xuống cao độ trung bình là 5m.
Kết luận phương án tối ưu của phương án 1:
Như vậy phương án tối ưu của phương án 1 cho thấy mức độ hạ nước ngầm rất đồng đều ở những vị trí giữa các giếng là 22m-22,5m các vị trí gần tâm giếng trung bình là 24,5m phương án này cho thấy sự làm việc của các giếng bên trong hố móng rất ổn định và phân tán đều cho nhau cách bố trí này là hợp lý nhất cho phương án bố trí phân bố trong lịng hố móng đem đến sự hiệu quả đạt mục tiêu thiết kế tháo khơ hố móng an tồn phục vụ thi cơng bên dưới hố móng.
53
Phương án 2: Bố Trí giếng bơm với khoảng cách đều nhau theo chu vi xung quanh bên trong lịng hố móng
Hình 3.24. Mặt bằng bố trí giếng bơm theo phương án 2 cơng trình Marriott
Hình 3.25. Mặt cắt ngang kết quả theo phương án 2 cơng trình Marriott
54
- Kết quả tính tốn hạ mực nước ngầm cho cơng trình marriott bằng phần mềm visual modflow 2011.1 như sau:
+ Phương án 2 bố trí 29 giếng xung quanh hố móng với chu vi hố móng là 210,072m, vậy khoảng cách giữa các giếng x0 = 7,5m .
+ Theo mặt cắt A-A : chiều cao mực nước ngầm hạ được nơng nhất là 22m rơi vào vị trí giữa hố móng thỏa mãn u cầu bài tốn hạ mực nước ở cao độ 21,7m-22,4m. Các vị trí biên của mặt cắt được hạ thấp hơn vị trí giữa hố móng do gần tâm giếng bơm hơn nên mặt cắt A-A thỏa mãn. Các khu vực bên ngoài thành hố đào được hạ xuống cao độ trung bình là 5m.
+ Theo mặt cắt B-B: chiều cao mực nước ngầm ở vị trí nơng nhất là 19m rơi vào gần giữa hố móng, các vị trí biên gần tâm giếng hạ đến cao độ từ 22m - 25m vậy mặt cắt B-B không thỏa mãn yêu cầu. Các khu vực bên ngoài thành hố đào được hạ xuống cao độ trung bình là 5m.
+ Theo mặt cắt C-C: chiều cao mực nước ngầm ở vị trí nơng nhất là 19m rơi vào bên phải hố móng cách xa tâm giếng, vị trí bên trái hố móng ở cao độ 22m- 30m vẫn thỏa mãn yêu cầu. Các khu vực bên ngoài thành hố đào được hạ xuống cao độ trung bình là 5m.
Kết luận phương án 2:
- Bố trí giếng bơm theo phương án 2 khơng đảm bảo tháo khơ hố móng an tồn. -Từ kết quả thể hiện trên mặt bằng và mặt cắt ngang, mặt cắt dọc của phương án 2 tác giả nhận thấy rằng cách bố trí xung quanh bên trong lịng hố móng dọc theo chu vi hố móng thì độ sâu mực nước ngầm hạ được từ 19m-30m với cao độ mực nước chênh nhau lớn như vậy thì hiệu quả làm việc của các giếng bơm không phát huy được tối đa. Và sự chênh lệch này đã thể hiện rõ rệt theo sự thay đổi hình dạng hố móng từ trái sang phải. Từ đó tác giả sẽ bố trí lại giếng căn cứ vào kết quả phương án 2 lấy bớt đi các giếng ở vị trí mực nước ngầm được hạ xuống sâu hơn mực nước ngầm cần hạ theo yêu cầu của đề bài để bù vào những vị trí nơng hơn khơng thỏa mãn thì ta được cách bố trí của phương án tối ưu của phương án 2 như sau:
Phương án tối ưu của phương án 2: thêm 2 giếng và Bố Trí 31 giếng bơm xung quanh bên trong lịng hố móng dựa vào kết quả phương án 2 lấy chỗ thừa đắp chỗ thiếu
55
Hình 3.30. Mặt cắt ngang kết quả theo phương án 2 cơng trình Marriott
Hình 3.31. Mặt cắt A-A Hình 3.32. Mặt cắt B-B Hình 3.33. Mặt cắt C-C
- Kết quả tính tốn hạ mực nước ngầm cho cơng trình marriott bằng phần mềm visual modflow 2011.1 như sau:
+ Theo mặt cắt A-A : chiều cao mực nước ngầm hạ được nơng nhất là 23m rơi vào vị trí giữa hố móng thỏa mãn u cầu bài tốn hạ mực nước ở cao độ 21,7m-22,4m. Các vị trí biên của mặt cắt được hạ thấp hơn vị trí giữa hố móng do gần tâm giếng bơm hơn nên mặt cắt A-A thỏa mãn. Các khu vực bên ngoài thành hố đào được hạ xuống cao độ trung bình là 5m.
+ Theo mặt cắt B-B: chiều cao mực nước ngầm ở vị trí nơng nhất là 22,5m rơi vào gần giữa hố móng, các vị trí biên gần tâm giếng hạ đến cao độ từ 22m - 27m vậy mặt
56
cắt B-B thỏa mãn yêu cầu. Các khu vực bên ngoài thành hố đào được hạ xuống cao độ trung bình là 5m.
+ Theo mặt cắt C-C: chiều cao mực nước ngầm ở vị trí nơng nhất là 22m rơi vào bên phải hố móng cách xa tâm giếng, vị trí bên trái hố móng ở cao độ 22m- 30m vẫn thỏa mãn yêu cầu. Các khu vực bên ngoài thành hố đào được hạ xuống cao độ trung bình là 5m.
Kết luận phương án 2:
Như vậy khi thêm số lượng giếng bơm bù vào vị trí khơng đạt thì được phương án tối ưu của phương án 2 cho thấy mức độ hạ nước ngầm rất đồng đều ở những vị trí giữa các giếng là 22m-23m các vị trí gần tâm giếng trung bình là 25m-28m phương án này cho thấy sự làm việc của các giếng xung quanh trong lịng hố móng rất hiệu quả đạt mục tiêu thiết kế tháo khơ hố móng an tồn phục vụ thi cơng bên dưới hố móng.
Phương án 3: Bố Trí giếng bơm dọc theo chu vi 3 cạnh bên trong hố móng
Hình 3.34. Mặt bằng bố trí giếng bơm theo phương án 3 cơng trình Marriott
57
Hình 3.36. Mặt cắt A-A Hình 3.37. Mặt cắt C-C
- Kết quả tính tốn hạ mực nước ngầm cho cơng trình marriott bằng phần mềm visual modflow 2011.1 như sau:
+ Phương án 3 bố trí 29 giếng phân bố dọc theo chu vi 3 cạnh bên trong lịng hố móng với khoảng cách giữa các giếng là 4,72m kết quả thể hiện trên các mặt cắt như sau:
+ Theo mặt cắt A-A : chiều cao mực nước ngầm hạ được nông nhất là 15,5m ở vị trí sát tường vây nơi khơng có giếng và dốc về phía tâm giếng bơm ở cao độ 30m. Mặt cắt A-A không thỏa mãn yêu cầu. Các khu vực bên ngoài thành hố đào được hạ xuống cao độ trung bình là 5m.
+ Theo mặt cắt C-C: chiều cao mực nước ngầm ở vị trí nơng nhất là 16m ở giữa hố móng và dốc về 2 bên thành biên cạnh ngắn của của hố móng với cao độ 28m-30m vậy mặt cắt C-C không thỏa mãn yêu cầu. Các khu vực bên ngoài thành hố đào được hạ xuống cao độ trung bình là 5m.
Kết luận phương án 3 :
- Bố trí giếng bơm theo phương án 3 khơng đảm bảo tháo khơ hố móng an tồn.
Phương án 4: Bố Trí giếng bơm hai hàng theo 2 phương cạnh dài bên trong hố móng
58
Hình 3.39. Mặt cắt ngang kết quả theo phương án 4 cơng trình Marriott
Hình 3.40. Mặt cắt A-A Hình 3.41. Mặt cắt B-B Hình 3.42. Mặt cắt C-C
- Kết quả tính tốn hạ mực nước ngầm cho cơng trình marriott bằng phần