Tải bản đầy đủ

Tính toán, thiết toán hệ thống giếng tháo khô hố móng công trình trung tâm thương mại dịch vụ văn phòng, căn hộ và officetel 34 35 bến vân đồn, phường 12, quận 4, tp hồ chí minh

HO

H TV

HO NG S N

CAO HIỀN ỨC

TÍNH TO N, THIẾT
GIẾNG TH O

Ế HỆ THỐNG

HÔ HỐ MÓNG ÔNG TRÌNH

TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI D

H VỤ VĂN PHÕNG,

ĂN HỘ V OFFI ETEL 34 - 35 BẾN VÂN ỒN,
PHƯỜNG 12, QUẬN 4, TP. HỒ HÍ MINH


Ồ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ

A CH T HỌC

Mã ngành: 52440201

TP. HỒ CHÍ MINH – 12/2017


TP.HCM
HO

H TV

HO NG S N

Ồ ÁN TỐT NGHIỆP

TÍNH TO N, THIẾT
GIẾNG TH O

Ế HỆ THỐNG

HÔ HỐ MÓNG ÔNG TRÌNH

TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI D

H VỤ VĂN PHÕNG,

ĂN HỘ V OFFI ETEL 34 - 35 BẾN VÂN ỒN,
PHƯỜNG 12, QUẬN 4, TP. HỒ HÍ MINH

S

Cao Hiền ức

Khóa: 2013 - 2017
G

ThS. Nguyễn Trọng Khanh

TP. HỒ CHÍ MINH - 12/2017

MSSV: 0250100063


TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 12 năm 2017

NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Khoa: ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN
Bộ môn: KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT
Họ và tên: CAO HIỀN ĐỨC

MSSV: 0250100063

Ngành: ĐỊA CHẤT HỌC

Lớp: 02_ĐH_ĐKT

1. Tên đồ án: Tính toán, thiết toán hệ thống giếng tháo khô hố móng công trình:
Trung Tâm Thương Mại Dịch Vụ Văn Phòng, Căn Hộ Và Officetel 34-35 Bến
Vân Đồn, Phường 12, Quận 4, Tp. Hồ Chí Minh.
2. Nhiệm vụ (yêu cầu nội dung và số liệu ban đầu):
-

Thu thập tài liệu, cũng như số liệu dùng cho tính bài toán hạ mực nước ngầm.

-

Xử lý số liệu và thiết kế hệ thống giếng hạ mực nước ngầm.

3. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 20/08/2017
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 01/12/2017
5. Họ và tên người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Trọng Khanh
Người hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Nội dung và yêu cầu đã được thông qua bộ môn
Ngày

tháng

năm

Chủ nhiệm bộ môn
(Ký và ghi rõ họ tên)

i


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, sinh viên đã nhận được nhiều sự giúp đỡ,
đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, bạn bè và gia đình.
Sinh viên xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô khoa Địa Chất và Khoáng
Sản Trường Đại Học Tài Nguyên và Môi Trường Tp. Hồ Chí Minh đã giảng dạy và
truyền đạt cho sinh viên nhiều kiến thức quý báo và nhiều kỹ năng thực tế. Từ đó, giúp
sinh viên có thể đúc kết lại để hoàn thành đồ án tốt nghiệp và làm hành trang cho sinh
viên bước vào tương lai.
Đặc biệt, sinh viên gởi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến ThS. Nguyễn
Trọng Khanh người thầy đã tận tâm hướng dẫn em trong suốt thời gian làm đồ án.
Đồng thời em xin gởi lời cảm ơn chân tình đến anh Huỳnh Văn Thon kỹ sư công
ty TNHH nền móng công trình Thái Dương Hệ đã hỗ trợ em trong việc tìm tài liệu và
hướng dẫn em trong việc làm đồ án.
Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của một sinh viên còn
ngồi trên ghế nhà trường, đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu xót. Sinh viên
rất mong sự chỉ bảo, góp ý kiến để bài đồ án của sinh viên được hoàn chỉnh hơn.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 12 năm 2017
Sinh viên

ii


MỤC LỤC
TÓM TẮT ......................................................................................................................1
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................2
1. Lý do chọn đề tài....................................................................................................2
2. Mục tiêu nghiên cứu ..............................................................................................3
3. Nội dung nghiên cứu..............................................................................................3
5. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................3
CHƯƠNG 1 ....................................................................................................................4
TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..............................................................................................4
1.1 CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC .........................................4
1.1.1 Nghiên cứu ngoài nước ..................................................................................4
1.1.2 Nghiên cứu trong nước ...................................................................................4
1.2 TỔNG QUAN VỀ ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, QUI MÔ VÀ TÍNH CHẤT
CÔNG TRÌNH ...........................................................................................................5
1.2.1 Vị trí, điều kiện tự nhiên của khu vực khảo sát ..............................................5
1.2.2 Đặc điểm quy mô và tính chất công trình ......................................................6
1.2.3 Đặc điểm địa chất công trình khu vực nghiên cứu ........................................6
1.2.4 Đặc điểm thủy văn và thủy văn nước dưới đất khu vực nghiên cứu. .............7
1.3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC HẠ MỰC NƯỚC NGẦM ...........................10
1.3.1 Đặc điểm hố móng........................................................................................10
1.3.2 Yêu cầu tiêu nước hố móng ..........................................................................11
1.3.3 Phương pháp hạ mực nước ngầm bằng giếng kim có máy bơm sâu. ...........15
CHƯƠNG 2 ..................................................................................................................17
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............................................................................17
2.1 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP TÀI LIỆU VÀ THAM KHẢO TÀI LIỆU ..17
2.2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU.................................................................17
iii


2.3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN........................................................................17
2.3.1 Phương pháp giải tích ...................................................................................17
2.3.2 Phương pháp bài toán tương tác lẫn nhau của các giếng .............................17
2.3.3 Phương pháp xác định thông số ĐCTV .......................................................19
2.3.4 Phương pháp tính toán bằng phần mềm Modflow. ......................................21
CHƯƠNG 3 ..................................................................................................................26
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .....................................................................................26
3.1 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THÔNG SỐ ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN THEO TÀI
LIỆU HÚT NƯỚC THÍ NGHIỆM ...........................................................................26
3.1.1 Nguyên tắc tính toán thông số hệ số thấm (k) ..............................................26
3.1.2 Kết quả tính toán ...........................................................................................26
3.2 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU ......................................................29
3.2.1 Trị số vùng ảnh hưởng..................................................................................29
3.2.2 Xác định bán kính ảnh hưởng của giếng ......................................................29
3.2.3 Xác định khả năng hút nước của một giếng .................................................30
3.2.4 Xác định lưu lượng chảy vào hố móng ........................................................31
3.2.5 Số lượng giếng cần thiết kế để tháo khô hố móng .......................................32
3.2.6 Khoảng cách giữa các giếng .........................................................................32
3.2.7 Tốc độ dâng lên của MNDĐ khi thiết bị hạ nước ngầm ngừng làm việc ....33
3.3 BÀI TOÁN TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC GIẾNG ............................................35
3.4 CHẠY PHẦN MỀM MODFLOW ĐỂ KIỂM TRA.......................................38
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................52
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................54

iv


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
TNHH

Trách Nhiệm Hữu Hạn

HMNN

Hạ Mực Nước Ngầm

MNDĐ

Mực Nước Dưới Đất

TCVN

Tiêu Chuẩn Việt Nam

HK1

Hố Khoan 1

ĐCTV

Địa Chất Thuỷ Văn

Tp. HCM

Thành Phố Hồ Chí Minh

SPT

Thí Nghiệm Xuyên Tiêu Chuẩn

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Các điều kiện thích hợp cho hai biện pháp hạ mực nước dưới đất ................12
Bảng 1.2. So sánh các phương pháp hạ MNDĐ ............................................................13
Bảng 2.1. Các tiêu chuẩn, qui trình, qui phạm áp dụng ................................................17
Bảng 3.1. Tổng hợp kết quả thông số tính toán cho lớp đất từ 29,0m đến 35,0m ........26
Bảng 3.2. Kết quả xác định thông số địa chất thủy văn dùng tính toán trữ lượng .......27
Bảng 3.3. Bảng các chỉ tiêu cần xác định ......................................................................28
Bảng 3.4. Bảng tra trị số Ta ...........................................................................................29
Bảng 3.5. Tổng hợp số liệu tính toán phương án ..........................................................34
Bảng 3.6. Kiểm tra trên 32 giếng đã thiết kế .................................................................37
Bảng 3.7. Các thông số chạy mô hình ...........................................................................38
Bảng 3.8. So sánh kết quả hạ thấp mực nước bằng phương pháp tính theo phương pháp
giải tích và chạy phần mềm ..........................................................................................46
Bảng 3.9. Các giai đoạn xây hầm ..................................................................................48

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Vị trí công trình Sài Gòn Royal. ......................................................................5
Hình 1.2. Sơ đồ phân bố tầng chứa nước Holocen ..........................................................9
Hình 1.3. Sơ đồ phân bố tầng chứa nước Plistocen thượng ..........................................10
Hình 1.4. Sơ đồ hạ thấp mực nước ngầm ......................................................................12
Hình 2.1. Đường cong hạ thấp mực nước ban đầu và can nhiễu giữa ba giếng khoan. 18
Hình 2.2. Sơ đồ vị chí các giếng khoan chùm thí nghiệm.............................................20
Hình 2.3. Sơ đồ hóa hệ thống địa chất thủy văn khu vực nghiên cứu ...........................24
Hình 2.4. Sơ đồ giải hệ phương trình vi phân ...............................................................25
Hình 3.1. Mặt cắt địa chất HK1 đến HK3 .....................................................................28
Hình 3.2. Sơ đồ giếng không hoàn chỉnh ......................................................................32
Hình 3.3. Mặt cắt hai giếng bơm hút .............................................................................35
Hình 3.4. Sơ đồ khối chạy phần mềm ...........................................................................40
Hình 3.5. Giao diện khởi động phần mềm Visual MODFLOW 2011.1 .......................41
Hình 3.6. Giao diện thiết lập hệ đơn vị tính toán ..........................................................41
Hình 3.7. Giao diện thiết lập các thông số môi trường thấm ........................................42
Hình 3.8. Giao diện khai báo lớp...................................................................................42
Hình 3.9. Giao diện nhập các thông số cho giếng. ........................................................43
Hình 3.10. Sơ đồ giếng hút nước ...................................................................................43
Hình 3.11. Giao diện khai báo hệ số thấm ....................................................................44
Hình 3.12. Giao diện điều kiện biên của mô hình .........................................................44
Hình 3.13. Giao diện chạy mô hình ...............................................................................45
Hình 3.14 Mô tả hệ thống HMNDĐ trong hố móng .....................................................45
Hình 3.15 Các đường hạ thấp MNDĐ được biểu diễn bằng đường contour ................46
Hình 3.16. Mô tả hệ thống giếng HMNDĐ trong hố móng giai đoạn 2 .......................49
Hình 3.17. Các đường hạ thấp mực nước được biểu diễn bằng đường contour ...........49
Hình 3.18. Mô tả hệ thống giếng HMNDĐ trong hố móng giai đoạn 3 .......................50
Hình 3.19. Các đường hạ thấp mực nước được biểu diễn bằng đường contour giai đoạn
3 .....................................................................................................................................50
Hình 3.20. Mô tả hệ thống giếng HMNDĐ trong hố móng giai đoạn 4 .......................51
Hình 3.21. Các đường hạ thấp mực nước được biểu diễn bằng đường contour ...........51
vii


giai đoạn 4 .....................................................................................................................51

viii


TÓM TẮT
Nội dung chính của đồ án tốt nghiệp tập trung vào việc giới thiệu một cách tổng
quát nhất về việc tính toán, thiết kế hệ thống giếng tháo khô hố móng cho các công
trình ngầm tiêu biểu là công trình trung tâm thương mại dịch vụ văn phòng, căn hộ và
officetel, 34 – 35 Bến Vân Đồn, phường 12, Quận 4, Thành phố Hồ Chí Minh(Sài Gòn
Royal).. Bên cạnh đó là sử dụng phần mềm Visual Modflow để kiểm tra và so sánh
với phương pháp giải tích trong việc hạ MNDĐ.
Mục tiêu của đồ án là tính toán và thiết kế hệ thống giếng tháo khô hố móng
công trình trung tâm thương mại dịch vụ văn phòng, căn hộ và officetel, 34 – 35 Bến
Vân Đồn, phường 12, Quận 4, Thành phố Hồ Chí Minh(Sài Gòn Royal).
Phương pháp nghiên cứu trong đồ án tập trung vào 3 phương pháp: phương pháp
tham khảo tài liệu, phương pháp xử lý số liệu và phương pháp tính toán.
Kết quả cuối cùng là tính toán và thiết kế được hệ thống giếng tháo khô hố móng
sau đó kiểm tra và so sánh kết quả đạt được của hai phương pháp giải tích bằng phần
mềm.
Đồ án môn được trình thành 3 chương như sau:
Chương 1: Tổng quan tài liệu.
Chương 2: Phương pháp nghiên cứu.
Chương 3: Kết quả và thảo luận

1


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Khi thi công hố móng và móng công trình các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện,
công trình công nghiệp, giao thông, công trình nhà ở cao tầng hầu hết các công trình
đặt sâu dưới lòng đất và có công trình sâu tới vài chục mét do đó thường phải đào đất
ở phía dưới mực nước ngầm. Khi thi công, nếu nước ngầm chảy vào trong hố móng
làm cho hố móng bị ngập nước nên sẽ hạ thấp cường độ của đất nền, tính nén co tăng
lên, công trình sẽ bị lún quá lớn, hoặc tăng ứng suất trọng lượng bản thân của đất, tạo
ra lún phụ thêm của móng, những điều đó sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến an toàn của công
trình xây dựng. Do đó, khi thi công hố móng cần thiết phải có các biện pháp hạ mực
nước và thoát nước tích cực để cho móng được thi công trong trạng thái khô ráo, công
trình đảm bảo yêu cầu của thiết kế. Việc lựa chọn phương pháp hạ mực nước ngầm
tiêu nước hố móng và thiết kế biện pháp hạ nước ngầm chịu ảnh hưởng của nhiều nhân
tố như trạng thái nước ngầm, tính cơ lý của tầng thấm, phương pháp thi công, yêu cầu
xử lý nền... ảnh hưởng đến chất lượng xây dựng công trình, tiến độ thi công và giá
thành xây dựng. Xác định hợp lý các thông số khi tính toán thiết kế hạ thấp mực nước
ngầm và phương án bố trí hệ thống dẫn nước ảnh hưởng lớn đến giá thành và tiến độ
xây dựng công trình do đó việc nghiên cứu đề tài: “tháo khô hố móng” mang tính cấp
thiết, có ý nghĩa và những vấn đề nghiên cứu được áp dụng trong thực tế sản xuất.
Chính vì lẽ đó việc tháo khô ở các công trình ngầm đang ngày càng quan trọng
đối với các công trình xây tầng hầm, một trong những giải pháp để tháo khô hố móng
là thiết kế hệ thống giếng. Giải pháp tháo khô hố móng bằng cách hút nước từ hệ
thống giếng bố trí xung quanh hố móng là một giải pháp ưu việt vì có cơ sở lý thuyết
thấm chắc chắn, bảo đảm chủ động hạ thấp mực nước ngầm đến độ sâu yêu cầu, tạo
gradient thấm ngược khắc phục được hiện tượng xói ngầm, cát chảy làm mất ổn định
mái hố móng, khắc phục được hiện tượng bùng nền, không gây cản trở việc thi công
hố móng.

2


2. Mục tiêu nghiên cứu
Tính toán, thiết kế hệ thống giếng tháo khô hố móng cho công trình trung tâm
thương mại dịch vụ văn phòng, căn hộ và officetel, 34 – 35 Bến Vân Đồn, phường 12,
Quận 4, Thành phố Hồ Chí Minh(Sài Gòn Royal).

3. Nội dung nghiên cứu
Khảo sát địa chất khu vực nghiên cứu để tìm được các thông số về địa chất
công trình và địa chất thủy văn.
Xác định các phương pháp tính toán và lựa chọn dữ liệu đầu vào cho thiết kế
giếng và chạy mô hình Modflow.
Tính toán hệ thống giếng bằng phương pháp giải tích.
Sử dụng phần miềm Modflow để kiểm tra và so sánh với phương pháp giải tích.

4. Đối tượng nghiên cứu
Hố móng công trình trung tâm thương mại dịch vụ văn phòng, căn hộ và
officetel, 34 – 35 Bến Vân Đồn, phường 12, Quận 4, TP. Hồ Chí Minh(Sài Gòn
Royal).

5. Phương pháp nghiên cứu
 Phương pháp thu thập tài liệu và tham khảo tài liệu.
 Phương pháp xử lý số liệu.
 Phương pháp tính toán.
 Phương pháp tính bằng phương pháp giải tích.
 Phương pháp bài toán tương tác giữa các giếng.
 Phương pháp sử dụng phần mềm Modflow để chạy mô hình hạ thấp
MNDĐ.

3


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
1.1.1 Nghiên cứu ngoài nước
Việc nghiên cứu hạ thấp MNDĐ được áp dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế
giới cho các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, giao thông ngầm,...bằng các phương pháp
từ đơn giản đến phức tạp. Đã có các cải tiến phù hợp với thực tế xây dựng để giảm giá
thành và hình thành các qui trình, qui phạm trong điều kiện ở các nước khác nhau
trong điều kiện tự nhiên khác nhau.
Việc xây dựng các công trình có hố móng sâu dưới MNDĐ như công trình thuỷ
lợi, thuỷ điện, cấp thoát nước, trạm bơm, bể chứa, công trình giao thông ngầm,... rất
phổ biến ở Nhật, Mỹ, Pháp, Đức, Nga, Áo. Ví dụ, ở Giơnevơ có nhiều công trình
ngầm dưới lòng sông Rôn, tại Tokyo có tới hơn 300 công trình ngầm, tại Matxcơva
có tới trên 200 công trình ngầm v.v...nhưng vẫn chưa có tài liệu hướng dẫn và quy
phạm về hạ thấp MNDĐ bằng hệ thống giếng.
Ở Liên Xô cũ đã ứng dụng phương pháp hạ MNDĐ khi xây dựng các tuyến tàu
điện ngầm và kênh đào ở Matxcơva, kênh đào Vonga Đông, hàng loạt nhà máy thủy
điện và khu công nghiệp lớn, nhưng việc xác định biện pháp hạ thấp MNN được
thực hiện theo kinh nghiệm.
1.1.2 Nghiên cứu trong nước
Ở nước ta, đã áp dụng biện pháp hạ thấp MNDĐ bằng giếng kim, nhưng giếng
kim phải nhập ngoại và không thông dụng, giá thành cao, công tác bảo quản, bảo
dưỡng tốn kém làm cho giá thành hạ thấp MNDĐ cao. Đã áp dụng phương pháp hạ
thấp MNDĐ khi xây dựng các công trình nhưng đã kéo dài thời gian thi công như: âu
thuyền Cầu Đất, trạm bơm Như Trác, trạm bơm Hữu Bị II, trạm bơm Vân Đình,
trạm bơm Kim Đôi, trạm bơm Tràm, cống Liên Mạc II, cống Vân Cốc, cống Hiệp
Thuận, cụm công trình đầu mối Hát Môn - Đập Đáy,… và nhiều công trình dân dụng
và giao thông khác.
Sự thất bại trong việc hạ thấp MNDĐ ở một số công trình của nước ta do một
số nguyên nhân: các giếng hoạt động không đạt công suất thiết kế vì thi công các
giếng không đúng quy trình kỹ thuật, khả năng tạo chân không không đạt thiết kế, khả
4


năng thu nước của giếng nhỏ hơn nhiều so với thiết kế, tính toán lưu lượng chảy vào
hố móng chưa đúng và hệ số thấm của tài liệu khảo sát không sát với thực tế.
1.2 TỔNG QUAN VỀ ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, QUI MÔ VÀ TÍNH CHẤT
CÔNG TRÌNH
1.2.1 Vị trí, điều kiện tự nhiên của khu vực khảo sát
Công trình: Trung tâm thương mại dịch vụ văn phòng, căn hộ và officetel, 34 –
35 Bến Vân Đồn, phường 12, Quận 4, TP. Hồ Chí Minh (Sài Gòn Royal). Mặt bằng
công trình có địa hình khá bằng phẳng, cao độ thay đổi không đáng kể. Khu vực khảo
sát nằm ở Tp HCM nên mang đầy đủ tính chất chung của vùng . Đây là vùng có nhiệt
độ tương đối ôn hòa. Nhiệt độ hằng năm khoảng 270C, chênh lệch nhiệt độ giữa các
tháng cao nhất và thấp nhất khoảng 100C.
Khu vực TP giàu nắng, thời tiết hằng năm có hai mùa rõ rệt là mưa và khô, độ
ẩm trung bình từ 75 – 80 %.
Nhìn chung, Tp. HCM là vùng có khí hậu khá lý tưởng, ít chịu ảnh hưởng trực
tiếp của hiện tượng thời tiết như: bão, áp thấp nhiệt đới... mà chủ yếu là chụi tác động
gián tiếp.

Hình 1.1. Vị trí công trình Sài Gòn Royal.

5


1.2.2 Đặc điểm quy mô và tính chất công trình
Công trình: Trung tâm thương mại dịch vụ văn phòng, căn hộ và officetel, 34 –
35 Bến Vân Đồn, phường 12, Quận 4, Tp. Hồ Chí Minh(Sài Gòn Royal), kết cấu chịu
lực dự kiến là khung, cột bê tông cốt thép, được đặt trên nền móng cọc khoan nhồi.
Với 4 tầng hầm và cao 32 tầng.
1.2.3 Đặc điểm địa chất công trình khu vực nghiên cứu
Kết quả công tác khảo sát địa chất công trình cho thấy vị trí xây dựng công
trình: “Trung tâm thương mại dịch vụ văn phòng, căn hộ và officetel, 34 – 35 Bến Vân
Đồn, phường 12, Quận 4, Tp. Hồ Chí Minh(Sài Gòn Royal)”, với 5 hố khoan, có độ
sâu khảo sát là 100m cho thấy các lớp đất tại đây có các đặc điểm sau:
- Đất san lấp:
Phân bố trên bề mặt các hố khoan là lớp đất san lấp với bề dày thay đổi từ 1,2m
đến 2,5m. Đây là lớp đất rời xốp, nên bóc bỏ khi xây dựng công trình.
- Lớp đất số 1:
Phân bố theo sau lớp đất san lấp là lớp bùn sét lẫn bụi cát mịn, chảy. Với bề dày
thay đổi từ 3,6m đến 7,9m. Lớp này có khả năng chịu tải rất yếu.
-Lớp đất số 2a:
Phân bố theo sau lớp đất số 1 tại các hố khoan HK1, HK2, HK3 là lớp sét pha
lẫn bụi cát mịn và ít sỏi laterite, dẻo mềm-dẻo cứng. Với bề dày thay đổi từ 1.4m đến
9,3m. Lớp này có khả năng chụi tải thấp-trung bình.
-Lớp số 2b:
Phân bố tiếp theo sau lớp đất số 1 tại các hố khoan HK4, HK5 là sét pha, dẻo
mềm, với bề dày thay đổi từ 2,5m đến 3,6m. Lớp này có khả năng chịu tải thấp.
-Lớp số 3:
Phân bố theo sau lớp đất số 2a, 2b tại các hố khoan HK2, HK4, HK5 là lớp sét
lẫn bụi cát mịn, dẻo mềm-dẻo cứng. Với bề dày thay đổi từ 4,2 đến 8,0m. Lớp này có
khả năng chịu tải thấp-trung bình.
-Lớp đất số 4:
Phân bố theo sau là lớp cát mịn trung lẫn bụi sét đôi chổ lẫn sỏi, kém chặt vừa,
với bề dày thay đổi từ 19,2m đến 28,2m. Đây là lớp đất có khả năng chịu tải trung
bình.

6


-Lớp đất số 5:
Phân bố theo sau lớp đất số 4 là lớp sét lẫn bụi, nữa cứng-cứng, với bề dày thay
đổi từ 11,6m đến 13,3m. Đây là lớp đất có khả năng chịu tải cao, bề dày phân bố lớn,
thuận lợi cho việc xây dựng công trình.
- Lớp đất số 6:
Phân bố theo sau lớp đất số 5 là lớp cát mịn lẫn bụi sét, màu xám xanh, chặtxám trắng, chặt vừa-chặt, giá trị NSPT thay đổi từ 13 búa đến 43 búa. Lớp này có bề
dày tại các hố khoan HK1=20,4m, HK2 = 20,6m, HK3 =21,0m, HK4 = 19,9m và HK5
= 21,7m.
-Lớp đất số 7:
Phân bỗ theo sau lớp đất số 6 là lớp sét lẫn bụi, màu nâu vàng –nâu đỏ-xám
xanh, cứng, giá trị NSPT thay đổi từ 64 đến 65 búa. Lớp này có bề dày tại các hố khoan
HK1=3,7m, HK2=3,6m, HK3=3,5m, HK4=3,4m, HK5=3,0m.
-Lớp đất số 8:
Phân bố theo sau lớp đất số 7 và chưa kết thúc tại các hố khoan là lớp cát mịn
trung lẫn bụi sét đôi chỗ lẫn sỏi nhỏ, màu xám xanh, chặt, giá trị NSPT thay đổi từ 82
búa đến 72 búa. Lớp này có bề dày phát hiện tại các hố khoan là HK1=25,0m,
HK2=25,0m, HK3=24,5m, HK4=21,3m, và HK5=17,9m.
-Lớp TK 1:
Phân bố giữa lớp đất số 8 tại các hố khoan HK4 và HK5 là lớp sét pha, màu
xám xanh-vàng, cứng, giá trị NSPT thay đổi từ 46 búa đến 68 búa. Lớp này có bề dày
tại các hố khoan HK4=3,9m, HK5=4,0m.
-Lớp TK2:
Phân bố giữa lớp đất số 8 tại hố khoan HK5 là lớp sét pha, màu xám xanh,
cứng, giá trị NSPT thay đổi từ 42 búa đến 45 búa. Lớp này có bề dày tại hố khoan
HK5=2,6m.
1.2.4 Đặc điểm thủy văn và thủy văn nước dưới đất khu vực nghiên cứu.
a. Đặc điểm thủy văn
Mạng lưới thủy văn nước mặt: Trên địa bàn Quận 4 được bao bọc bởi sông Sài
Gòn, kênh Tẻ và rạch Bến Nghé. - Sông Sài Gòn nằm ở phía đông bắc của Quận 4,
chiều dài đoạn sông chảy trong phạm vi quận khoảng 2.300m, lòng sông rộng từ 200-

7


300m, chiều sâu từ 10- 20m, nước sông chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật chiều. 12
- Kênh Tẻ nằm ở phía nam của Quận 4, chiều dài đoạn kênh chảy trong phạm vi quận
khoảng 4.400m, lòng kênh rộng từ 100-150m, chiều sâu từ 6-8m, nước ở kênh Tẻ
cũng chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật chiều. - Rạch Bến Nghé nằm ở phía tây bắc
của Quận 4, chiều dài chảy trong phạm vi của quận khoảng 2.300m, lòng kênh rộng từ
80-100m, chiều sâu từ 4-6m. Cũng giống như kênh Tẻ, nước rạch Bến Nghé cũng chịu
ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều.
b. Thủy văn nước dưới đất
Vị trí thi công công trình số: 34-35 Bến Vân Đồn, quận 4, Tp. Hồ Chí Minh.
Đất đá có tuổi địa chất Holocen (Q2), Pleistocen thượng (Q1 ) sắp xếp thành chu kỳ
trầm tích từ trên đến độ sâu 35,0 m gồm 5 lớp như sau:
+ Lớp 1: Từ 1,7m đến 9,0m là: Bùn sét lẫn cát mịn màu xám đến nền xám xanh.
+ Lớp 2: Từ 9,0m đến 15,2m là: Sét, màu xám vàng, xám trắng đến nâu nhạt.
+ Lớp 3: Từ 15,2m đến 22,0m là: Cát mịn đến trung, màu xám nâu, xám vàng.
+ Lớp 4: Từ 22,0m đến 27,5m là: Cát mịn kẹp sét, màu xám nâu, xám vàng.
+ Lớp 5: Từ 27,5m đến 35,0m là: Cát mịn đến trung, màu xám trắng, xám vàng.
- Lớp thứ 5 vì tính thấm khá lớn (k = 14,08 m/ngđ), mực nước ngầm trung bình
7,25m (tính từ mặt đất tại vị trí thí nghiệm và thời gian quan trắc14 ngày).
a. Thành tạo tầng chứa nước Holocen (Q2)
Các thành tạo tàng chứa nước Holocen trên lộ trên mặt, các thành tạo này phủ
trực tiếp chủ yếu lên tầng chứa nước Holocen và một phần Pleistocen trên. Đáy của
thành tạo xuất hiện ở độ sâu từ 0,0m (ở vùng lộ) đến 38,0m. Chiều dày thành tạo thay
đổi từ 3,9m đến 38,0m, trung bình 17,6m.
Trầm tích Holocene có nguồn gốc rất đa dạng: trầm tích sông, sông biển,
biển… chúng phân bố chủ yếu trên các địa hình tích tụ đồng bằng và bãi bồi phía Nam
Thủ Đức, phần lớn diện tích huyện Nhà Bè, Bình Chánh, Quận 7, Quận 8, Quận 6.
Khả năng chứa nước trong tầng này rất kém, lưu lượng 0,12l/s đến 0,33l/s. Mực
nước tĩnh thường nông: mùa mưa từ 0,2 – 0,3m, mùa khô mưa hạ xuống đến 4-5m
cách mặt đất. Ở những bãi bồi cao thì khả năng chứa nước tốt hơn. Tầng nước này có
quan hệ thủy lực với sông, bị ảnh hưởng trực tiếp bởi thủy triều và tiếp thu nguồn
nước từ nước mưa.
8


Hình 1.2. Sơ đồ phân bố tầng chứa nước Holocen
Thành phần thạch học là bùn sét, bùm sét pha chứa mùn thực vật và bột sét.
Đây là thành tạo rất nghèo nước, khả năng thấm nước rất yếu, làm nhiệm vụ chuyển
nước mưa cung cấp cho tầng chứa nước bên dưới, hoặc chuyển một lượng nước từ
tầng chứa nước thoát ra các dòng sông, suối và bảo vệ tầng chứa nước chống nhiễm
bẩn từ trên mặt
b. Thành tạo tầng chứa nước Pleistocen thượng (Q1)
Các thành tạo tầng chứa nước Pleistocen thượng lộ trên mặt ở phần nổi cao của
huyện Củ Chi – Hóc Môn, Quận 9, Thủ Đức và chìm xuống dưới các thành tạo
Holocen. Các thành tạo này phủ trực tiếp lên tầng chứa nước Pleistocen trên. Mái của
thành tạo xuất hiện ở độ sâu từ 0,0m (ở vùng lộ) đến 48,0m. Đáy của thành tạo xuất
hiện ở độ sâu từ 3,0m đến 61,0m, trung bình 21,9m. Chiều dày thành tạo thay đổi từ
1,1m đến 57,0m, trung bình 11,7m .

9


Hình 1.3. Sơ đồ phân bố tầng chứa nước Plistocen thượng
Thành phần thạch học chủ yếu là cát mịn đến trung, đôi chỗ thô, cát bột, bột
cát… phân lớp, phân nhịp khá dày tùy nơi, màu trắng, xám trắng, xám vàng đôi khi có
lẫn sạn sỏi.
Kết quả khảo sát địa chất thủy văn cho lưu lượng các lỗ khoan từ 0,25l/s đến
11,48l/s, mực nước hạ thấp từ 2,12m đến 20,74m, mực nước tĩnh từ 0,67m đến 9,49m,
mức độ chứa nước từ nghèo đến giàu.
Thành phần thạch học là bột cát, bột sét, sét bột đến sét lẫn sạn laterit. Đây là
thành tạo rất nghèo nước, khả năng thấm nước rất yếu, làm nhiệm vụ chuyển nước
mưa cung cấp cho tầng chứa nước bên dưới, hoặc chuyển một lượng nước từ tầng
chứa nước thoát ra các dòng sông, suối và bảo vệ tầng chứa nước chống nhiễm bẩn từ
trên mặt.
1.3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC HẠ MỰC NƯỚC NGẦM
1.3.1 Đặc điểm hố móng
Khi thi công hố móng sâu, phải đào đất ở phía dưới MNDĐ nếu nước ngầm
chảy vào làm cho nền bị ngậm nước dẫn đến tính nén co tăng lên, công trình sẽ bị sụt
lún quá lớn, tạo ra lún phụ thêm của công trình, ảnh hưởng đến an toàn của công trình
10


xây dựng. Hơn thế nữa, khi nước ngầm chảy vào hố móng thì không thể thực hiện
được các công tác xây dựng và đổ bê tông hố móng làm cho tiến độ thi công chậm,
chất lượng công trình không đảm bảo. Do đó, khi thi công công trình nằm dưới
MNDĐ cần phải có biện pháp hạ thấp mực nước ngầm xuống dưới cao trình đáy hố
móng và tiêu thoát nước tích cực để công trình được thi công trong điều kiện khô ráo.
Phạm vi xây dựng các công trình có khối lượng lớn, thi công trong điều kiện chật hẹp,
hố móng sâu đặt dưới MNDĐ được mở rộng không ngừng.
1.3.2 Yêu cầu tiêu nước hố móng
Khi tiêu nước hố móng cần phải đảm bảo hố móng luôn khô ráo và đảm bảo sự
ổn định thành vách hố móng. Chọn phương pháp tiêu nước thích hợp với từng thời kỳ
thi công liên quan đến nhiều nhân tố như điều kiện địa chất, đặc biệt là hệ số thấm của
nền, chiều sâu hố móng, MNDĐ cần hạ thấp và biện pháp thi công. Xác định lưu
lượng, cột nước cần tiêu từ đó lựa chọn cấu tạo giếng và sơ đồ bố trí giếng hợp lý để
tiêu nước, thích hợp với từng thời kỳ thi công.
Tại một số thành phố lớn như Tp. Hồ Chí Minh, đang có tốc độ xây dựng nhanh
chóng. Trong các công trình xây dựng đó có các tòa nhà xây dựng tầng hầm. Trong
quá trình xây dựng phần hầm nhất thiết phải được tháo khô hố mực nước ngầm xuống
dưới phần thi công. Thiết kế một hệ thống tháo khô hợp lý sẽ giảm được các chi phí và
đảm bảo an toàn cho công trình.
Khi thi công hố móng và móng công trình, thường phải đào đất ở phía dưới
mực nước ngầm, nhất là đối với nhà cao tầng, móng đặt rất sâu, số tầng nhà ngầm dưới
đất khá nhiều. Khi thi công, nếu nước ngầm ngấm vào trong hố móng làm cho hố
móng bị ngập nước nên sẽ hạ thấp cường độ của đất nền, tính nén co tăng lên, công
trình sẽ bị lún quá lớn, hoặc tăng thêm ứng suất trọng lượng bản thân của đất, tạo ra
lún phụ thêm của móng, những điều đó sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến an toàn của công
trình xây dựng. Do đó, khi thi công hố móng cần thiết phải có các biện pháp hạ mực
nước ngầm và thoát nước tích cực để cho móng được thi công trong trạng thái khô ráo.

11


Hình 1.4. Sơ đồ hạ thấp mực nước ngầm
Khi áp dụng các biện pháp hạ nước, thoát nước phải tính đến các nhân tố sau
đây:
(1) Loại đất và hệ số thấm.
Cốt yêu cầu hạ thấp mực nước và cốt mực nước ngầm, thường thì mực nước

(2)

ngầm phải được hạ thấp đến dưới đáy hố móng 0,5 – 1,0m.
(3) Dùng hình thức nào để chống giữ thành hố móng, đặc biệt là hố móng sâu.
(4) Diện tích hố móng lớn hay nhỏ.
Hiện nay có hai loại biện pháp hạ mực nước dưới đất: một là hạ nước trên mặt,
hai là hạ nước bằng giếng điểm (wellpoint). Các điều kiện thích hợp cho hai biện pháp
hạ mực nước dưới đất được trình bày trong bảng sau:
Bảng 1.1 Các điều kiện thích hợp cho hai biện pháp hạ mực nước dưới đất
TT
1

Tên gọi
Thoát nước mặt

Điều kiện thích hợp
Đất đá vụn, cát hạt thô, đất có lượng nước thấm
lớn

12


Cát bột, đất bột sét, hệ số thấm (0,1÷0,5)m/ngđ,

2

Giếng kim chân
không

mực nước ngầm tương đối cao, giếng kim một
tầng, độ sâu hạ mực nước (3÷6)m; giếng kim hai
tầng độ sâu hạ mực nước (6÷9)m; đến 12m khi
dùng nhiều tầng
Đất cát có hệ số thấm (0,1÷50) m/ngđ, độ sâu

3

Giếng kim có

đào hố móng lớn hơn 6m, độ sâu hạ nước của

có máy bơm sâu

giếng kim có máy bơm sâu có thể đến 20m trở
lên
Lớp cát thô, cuội sỏi, tầng chứa nước tương đối

4

Giếng thường

thô, hệ số thấm tương đối lớn, lượng nước khá
nhiều, độ sâu hạ nước từ (3÷15)m

5

Giếng thường có
máy bơm sâu

Hệ số thấm khá lớn, lượng nước ngầm nhiều
Bên trên lớp đất có nước động tầng trên hoặc

6

Giếng kim, giếng

tầng chứa nước ngầm và bên dưới có tầng thấm

thường

nước không chứa nước, hoặc nước ngầm tương
đới ổn định hoặc tầng chứa nước có áp

7

Giếng kim điện

Đất sét bão hoà, đặc biệt là bùn hoặc đất bùn, hệ

thấm

số thấm rất nhỏ, nhỏ hơn 0,1m/ngđ

Bảng 1.2. So sánh các phương pháp hạ MNDĐ
Phương
pháp

Độ sâu
HMNN
(m)

Hệ số thấm
K(m/ngày)

Tiêu

giếng
thường

tầng

đất

thích

hợp
Các

nước
mặt,

Loại

0,001÷50

loại

đất, các loại
cát,
nhão

bùn

Đặc điểm của phương Ghi
pháp

chú

Thi công thuận tiện, Ứng
đơn giản, rẻ tiền, chỗ dụng
có MNN cao thì làm phổ
phương

pháp

bổ biến

trợ. Hố móng vẫn bị nhất

13


Phương
pháp

Độ sâu
HMNN
(m)

Hệ số thấm
K(m/ngày)

Loại

tầng

đất

thích

hợp

Đặc điểm của phương Ghi
pháp

chú

ướt át và bẩn, ảnh
hưởng đến thi công và
chất lượng móng công
trình
Thi công đơn giản, an
Đất sét bột, toàn, rẻ tiền, ít ảnh

Giếng
thường

3÷6

0,1÷50

1 cấp

đất bột, các hưởng đến công trình
loại cát, các xây
loại đất cát



dựng

xung

quanh. Độ sâu hạ nước
tương đối nhỏ

rất
rộng
rãi

Đất sét bột, thống khá phức tạp, sự



thiết bị 8÷20

0,1÷50

dòng

đất bột, đất cố
cát, các loại vận hành hay xẩy ra,
tiêu phí năng lượng rất

cát

phun

lớn
Quyết

Giếng

Sử

định bởi

Đất sét, đất

kim kết các
hợp

giếng

điện

được lựa

thấm

chọn

<0,1

sét bột, đất
bùn, đất sét
bùn

Giếng
thường

20÷200

trung,

cát thô, đá
sỏi, đá cuội

>10m

khi

các

đạt hiệu quả, phải kết
hợp

sử

dụng

với

các phương pháp khác
nên

tương

đối

phiền toái
Cát

3÷5

dụng

phương pháp khác khó

nữa

khác

Giếng

dụng

Độ sâu HMNN lớn, hệ

Giếng
kim

Ứng

10÷250

Thích hợp khi HMNN
trong tầng cát, lượng
rút nước lớn, độ sâu
HMNN nhỏ
Lượng rút nước lớn, độ Ứng
14


Phương
pháp

Độ sâu
HMNN
(m)

Hệ số thấm
K(m/ngày)

Loại

tầng

đất

thích

hợp

Đặc điểm của phương Ghi
pháp

chú

kim

sâu HMNN lớn, sử dụng

bơm sâu

dụng khi các phương rộng
pháp khác khó đạt hiệu rãi
quả, có thể giảm thấp
áp lực của nước có áp.
Phạm vi và mức độ ảnh
hưởng ra xung quanh
lớn

Sau khi căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất, tính chất và yêu cầu hạ mực
nước dưới đất của công trình ( hạ thấp 11,5m tính từ mực nước tĩnh), chọn giếng kim
có máy bơm sâu làm giếng bơm hút nước để hạ mực nước dưới đất.
1.3.3 Phương pháp hạ mực nước ngầm bằng giếng kim có máy bơm sâu.
a.Tổng quan
Trường hợp hố móng lớn, hệ số thấm của đất nhỏ và vừa nếu dùng giếng
thường thì không kinh tế và không hiệu quả, mà phải dùng hệ thống giếng kim để
HMNN. Bố trí hệ thống giếng kim tương tự như hệ thống giếng thường ở xung quanh
hố móng rồi tiến hành bơm liên tục làm cho MNDĐ trong phạm vi hố móng dần dần
được hạ thấp đến một cao trình ổn định nào đó thấp hơn đáy móng công trình.
Hệ thống giếng kim gồm những ống lọc nhỏ, cắm xung quanh hố móng. Các
giếng kim này nối liền với nhau bằng các ống chính tập trung nước, mỗi giếng đều đặt
một máy bơm điện chìm. Phương pháp này tương đối phức tạp, đắt tiền nhưng vẫn
được ứng dụng vì nó có những ưu điểm sau:
- Làm cho đất trong hố móng với độ sâu khá lớn 5÷20m (lớn hơn giếng
thường) trở lên khô ráo, dễ thi công.
- Đất nền trong phạm vi HMNDĐ sẽ được nén chặt hơn, an toàn cho công trình,
đồng thời giảm bớt được khối lượng mở móng do tăng được góc dốc của mái hố móng
(tốt hơn giếng thường).

15


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×