Chương NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ ĐẾN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH N ội dung Các dạng tồn nước đất, đá Các tầng chứa nước đất Vận động nước đất Các ảnh hưởng xấu nước đất với xây dựng công trình ⁄ 5.1 TRẠNG THÁI VÀ DẠNG TỒN TẠI CỦA NƯỚC TRONG ĐẤT ĐÁ Nước chứa lỗ rỗng khe nứt đất đá mặt đất Mực nước đất Nước trạng thái hơi, tồn lỗ rỗng, kẽ nứt đới thông khí Nước tự do: • Nước mao dẫn • Nước trọng lực • Nước bất động Nước liên kết vật lý - hút giữ lại đất đá nhờ lực hút tĩnh điện lực hút phân tử Nước liên kết hoá học - tham gia vào thành phần hạt dạng gốc OH5 Nước kết tinh - tham gia vào thành phần hạt dạng phân tử nước v Nước tự do, nước liên kết vật lý nằm hạt, bị đẩy khỏi đất đá nung đến 1050C v Các loại nước thành phần gây nên độ ẩm đất đá v Sự có mặt lượng chứa loại nước làm thay đổi tính chất xây dựng đất đá v Nước trọng lực vận động đất đá gây nên tượng địa chất bất lợi cho xây dựng công trình v Nước kết tinh nước kết hợp hoá học nằm bên hạt, tức tham gia vào thành phần hạt đất đá v Nước kết tinh tham gia dạng phân tử nước, ví dụ: CaSO4.2H2O, Na2CO3.10H2O, bị đẩy khỏi hạt nung đến 250 - 3000C v Nước kết hợp hoá học tham gia vào mạng tinh thể khoáng vật đất đá dạng gốc OH-, ví dụ, Al2(OH)3, Al2(OH)2SiO3, bị đẩy khỏi hạt nung 300 đến 13000C Khi mạng tinh thể bị phá hủy hoàn toàn Chú ý Đối với xây dựng công trình quan tâm đến nước liên kết vật lý, nước tự Yê u cầu k hi học v Các loại nước tồn đất đá, vị trí tồn (trong hạt) cách thức tồn (lực hút tĩnh điện phân tử, mạng tinh thể) v Hiểu loại nước ảnh hưởng đến tính chất đất, loại nước thành phần độ ẩm đất đá, loại nước gây nên tượng địa chất bất lợi cho xây dựng v Hiểu nhớ mốc nhiệt độ mà loại nước bị đẩy khỏi đất đá giải thích liên quan chúng mốc nhiệt độ ⁄ 5.2 CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC DƯỚI ĐẤT N gập hố m óng - Ví dụ t hực t ế: Người ta đào đường hào vào tầng cát pha chứa nước ngầm có hệ số thấm K=15m/ngđ Đường hào có chiều dài lớn, chiều sâu 3,5m, sâu vào tầng sét không thấm nước tầng cát pha 0,5m Khi đào gặp nước ngầm độ sâu 1,0m Tính lưu lượng đơn vị dòng nước ngầm thấm vào đường hào, biết phạm vi ảnh hưởng thấm đường hào 50m, tính coi mặt đất nằm ngang 1,0m 3,5m 0,5m 50m Từ kết tính đưa giải pháp xử lý tháo khô hố móng Hiện tượng đất chảy v Là tượng số đất bão hoà nước chảy vào hố móng công trình v Có hai loại đất chảy đất chảy thật đất chảy giả v Đất chảy thật đất mịn (bùn sét, sét pha) tự chảy chất lỏng tác dụng lực trọng trường v Đất chảy giả loại cát chảy dòng nước theo (chảy có điều kiện) γ dn v Điều kiện để xảy cát chảy: J ≥ γ h Hậu đất chảy giải pháp xử lý v Hậu quả: § Làm tăng khối lượng đào, tăng giá thành công trình, chậm tiến độ xây dựng § Mất ổn định mái đào công trình lân cận v Các biện pháp xử lý: § Hút nước hạ thấp mực nước đất § Chắn đỡ cừ, tường hào, giếng chìm § Gia cố giải pháp khoan xi măng, thuỷ tinh lỏng, cố kết chân không Xử lý ñất ch ảy Xử lý ñất ch ảy Xử lý ñất ch ảy Hiện tượng xói ngầm v Là tượng nước ngầm vận động lôi hạt nhỏ len lõi qua lỗ rỗng hạt lớn khỏi v Thường xảy đất rời cấp phối tốt, chỗ tiếp xúc hai lớp có thành phần hạt khác v Điều kiện xảy xói ngầm: § Theo Bochkova nnk: d 60 ≥ 20; J ≥ d10 § Theo Zamarin: J gh = (∆ − 1)(1 − n ) + 0,5n § Theo Ixtomina: Biểu đồ Jgh = f(d60/d10) Jmin (Theo Ixtomina) 1.0 0.8 Vùng không tan toàn 0.6 0.4 0.2 Vùng an toàn 0.0 10 15 20 25 30 35 D60/d10 Hậu xói ngầm giải pháp xử lý v Hậu làm rỗng nền, dẫn đến: § Sụt lún công trình § Mất nước hồ chứa qua § Vỡ đê đập v Các giải pháp xử lý: § Chủ động tiêu thoát nước mặt § Làm thiết bị lọc ngược, giếng giảm áp § Kéo dài đường thấm sân phủ, tường cừ § Phụt vữa gia cố X lý xói ng m – sân ph t ng c X lý xói ng m – gi ng i u áp X lý xói ng m – Thi t b l c ng c Xâm thực bê tông v Các kiểu xâm thực § Ăn mòn Cacbonate: xảy nước có chứa CO2 (ở dạng axit yếu) CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 § Ăn mòn axit: xảy dung dịch axit, có pH[...]... truyền mực nước; a = Kh/µ Phân biệt đại lượng đặc trưng tính chất của tầng chứa nước và thông số địa chất thuỷ văn của tầng nước dưới đất tầng chứa nước treo tầng cách nước tầng chứa nước Các tầng chứa nước dưới đất 1 Tầng nước thổ nhưỡng 2 Tầng nước ngầm 3 Nước tầng trên 4 Tầng nước giữa tầng 5 Nước trong hang động karst và đứt gãy kiến tạo lớn 1 Tầng nước thổ nhưỡng v Là nước chứa trong tầng đất thổ... nước phễu karst Suối hố sụt mực nước ngầm Cá c yê u cầu k hi học v Hiểu được tầng đất đá chứa nước, tầng cách nước, tầng nước dưới đất, các đặc trưng tính chất của tầng chứa nước, các thông số địa chất thuỷ văn của tầng nước dưới đất v Phân biệt được thông số địa chất thuỷ văn của tầng nước dưới đất và đại lượng đặc trưng tính chất của tầng chứa nước v Đối với mỗi tầng chứa nước phải hiểu: - Loại nước. .. chứa nước và tầng nước dưới đất v Tầng chứa nước - tầng đất đá chứa nước, có các tính chất: •Tính thấm, đặc trưng bởi hệ số thấm •Tính nhả nước, đặc trưng bởi hệ số nhả nước •Tính mao dẫn, đặc trưng bởi chiều cao mao dẫn Đối ngược với tầng chứa nước là tầng cách nước v Tầng nước dưới đất - tầng phân bố của nước dưới đất, có các thông số: •Hệ số thấm, K m/ngđ, m/s •Hệ số nhả nước, µ = Vn/V •Hệ số dẫn nước, ... lượng - Khả năng khai thác - Ảnh hưởng đến XDCT ⁄ 5. 3 VẬN ĐỘNG CỦA NƯỚC DƯỚI ĐẤT 1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN THẤM v Sự thấm: Sự di chuyển của nước dưới đất trong các khe nứt, lỗ hổng ở đới bão hòa của đất đá v Môi trường thấm: các khe nứt, lỗ hổng của đất đá mà nước thấm qua được § Môi trường thấm đồng nhất § Môi trường thấm không đồng nhất v Đường dòng: là đường mà theo đó nước vận động Đường dòng... ngay sát mặt đất v Bản chất là nước mao dẫn v Trữ lượng không nhiều và chất lượng xấu v Không khai thác sử dụng, không ảnh hưởng đến xây dựng công trình, ngoại trừ có thể gây ăn mòn móng 2 Tầng nước ngầm v Là nước trọng lực v Phân bố trên các đáy cách nước liên tục kể từ mặt đất Tầng chứa nước ngầm có 3 đới là bão hoà, mao dẫn, thông khí v Động thái thay đổi theo mùa v Được cung cấp do mưa, nước mặt thấm... nên được xếp vào chung một loại v Động thái có thể theo mùa hoặc theo ngày v Được cung cấp do mưa, nước mặt thấm xuống; tiêu thoát ra các sông hồ v Trữ lượng lớn, chất lượng nước trong đứt gãy tốt, trong hang karst là nước cứng, có thể khai thác sử dụng; có thể gây bất lợi cho xây dựng công trình ngầm tầng nước treo tầng nước ngầm tầng cách nước nước giữa tầng không áp Sông tầng cách nước nước giữa tầng... tầng v Là nước trọng lực, có thể có áp hoặc không áp v Phân bố trong tầng chứa nước kẹp giữa hai tầng cách nước v Động thái năm v Miền cung cấp, miền phân bố, miền thoát không trùng nhau v Trữ lượng lớn, chất lượng tốt, là nguồn khai thác sử dụng; có thể gây bất lợi cho công trình nếu khai thác quá mức 5 Nước trong hang kast và đứt gãy kiến tạo v Là nước trọng lực phân bố trong các hang và đứt gãy... xây dựng công trình 3 Nước tầng trên v Là nước trọng lực chứa trên các thấu kính cách nước cục bộ trong đới thông khí v Động thái thay đổi theo mùa v Được cung cấp do mưa, nước mặt thấm xuống; tiêu thoát do thấm xuống tầng nước ngầm, bốc hơi v Miền cung cấp, miền phân bố, miền thoát trùng nhau v Trữ lượng nhỏ, chất lượng xấu, không khai thác sử dụng; có thể gây bất lợi cho xây dựng công trình 4 Nước giữa... đường vuông góc với các đường dòng Hệ thống các đường đẳng áp và đường dòng tạo thành lưới thủy động lực học của nước dưới đất v Dòng thấm phẳng: Các đường dòng song song với nhau và song song với mặt phẳng nào đó v Dòng thấm tầng: Các đường dòng song song với nhau tạo thành một dòng liên kết • Khi vận tốc không lớn • Phần lớn nước dưới đất vận động theo quy luật này v Dòng thấm rối: Dòng thấm có các... nằm ngang • Nước ngầm, đáy cách nước nằm nghiêng • Dòng thấm qua khu đất giữa hai sông có nước mưa cung tấp thường xuyên • Nước có áp, chiều dày tầng chứa nước không đổi • Môi trường thấm không đồng nhất • Tính thấm thay đổi theo chiều dòng thấm • Tính thấm thay đổi vuông góc chiều dòng thấm Nước ngầm, môi trường thấm đồng nhất, dòng thấm ổn định, đáy cách nước nằm ngang h q h1 h x h2 x L Nước ngầm, ... tồn nước đất, đá Các tầng chứa nước đất Vận động nước đất Các ảnh hưởng xấu nước đất với xây dựng công trình ⁄ 5. 1 TRẠNG THÁI VÀ DẠNG TỒN TẠI CỦA NƯỚC TRONG ĐẤT ĐÁ Nước chứa lỗ rỗng khe nứt đất. .. nhiệt độ ⁄ 5. 2 CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC DƯỚI ĐẤT Khái niệm tầng chứa nước tầng nước đất v Tầng chứa nước - tầng đất đá chứa nước, có tính chất: •Tính thấm, đặc trưng hệ số thấm •Tính nhả nước, đặc trưng... tầng chứa nước Các tầng chứa nước đất Tầng nước thổ nhưỡng Tầng nước ngầm Nước tầng Tầng nước tầng Nước hang động karst đứt gãy kiến tạo lớn Tầng nước thổ nhưỡng v Là nước chứa tầng đất thổ nhưỡng,