ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------
LÊ TỰ VY
TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP BỐ TRÍ
GIẾNG BƠM HẠ MỰC NƯỚC NGẦM KHI THI CÔNG
TẦNG HẦM MỘT SỐ CÔNG TRÌNH TRÊN ĐỊA BÀN
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Cơng Trình
Dân Dụng và Cơng Nghiệp
Mã số: 60580208
TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH
DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
Đà Nẵng - năm 2022
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
Cơng trình được hồn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Người hướng dẫn khoa học: TS. Lê Khánh Toàn
Phản biện 1: TS. Phạm Mỹ
Phản biện 2: TS. Phạm Đăng Khoa
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng họp tại Trường Đại học Bách
khoa vào ngày …...… tháng …...… năm …...….
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
− Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học
Bách khoa
− Thư viện Khoa Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp, Trường Đại
học Bách khoa – ĐHĐN
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong những năm gần đây cùng với cả nước trong q trình thực
hiện cơng cuộc cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, ngành xây
dựng việt nam đã có những góp phần khơng nhỏ nhằm đổi mới bộ mặt
các đô thị trong cả nước. Các đô thị ngày càng phát triển, mật độ dân
số, mật độ xây dựng ngày càng tăng. Việc sử dụng không gian ngầm
xem như là một giải pháp tối ưu trong thời điểm hiện nay.
Việc thi công không gian ngầm cho các cơng trình dân dụng dẫn
đến có rất nhiều loại hố móng sâu khác nhau địi hỏi người thiết kế, thi
cơng cần phải có những phương pháp kĩ thuật an toàn và hiệu quả kinh
tế nhằm tránh ảnh hưởng đến cơng trình lân cận đã xây dựng trước đó.
Khi thi công hố đào sâu trong điều kiện đất yếu, mực nước ngầm
cao và các điều kiện hiện trường phức tạp khác rất dễ sinh ra trượt lở
khối đất, mất ổn định móng, thân cọc bị chuyển dịch vị trí, đáy hố trồi
lên, kết cấu chắn giữ bị rò rỉ nước nghiêm trọng hoặc xói ngầm... làm
hư hại móng, hư hỏng hoặc phá hủy cơng trình lân cận. Mặt khác, nếu
nước ngầm chảy vào hố đào sẽ làm cho hố đào bị ngập nước, ảnh
hưởng trực tiếp đến quá trình thi cơng và an tồn của cơng trình xây
dựng.
Thực tế thi cơng cho thấy, số lượng, đường kính, chiều sâu và việc
bố trí giếng bơm trên mặt bằng thi cơng có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu
quả cơng tác hạ mực nước ngầm, đảm bảo an tồn cho thi cơng, cho các
cơng trình lân cận. Do đó khi thi cơng hố đào sâu cần thiết phải tính tốn
chính xác và lựa chọn giải pháp bố trí giếng bơm hạ mực nước ngầm một
cách hợp lý. Đây là lý do để tác giả lựa chọn đề tài: Tính tốn và lựa chọn
giải pháp bố trí giếng bơm hạ mực nước ngầm khi thi cơng tầng hầm cơng
trình trên địa bàn thành phố Đà Nẵng.
2. Mục tiêu nghiên cứu
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
2
- Tính tốn giếng bơm hút nước ngầm
Lựa chọn giải pháp bố trí giếng bơm một cách hợp lý, tối ưu
nhất
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: công tác hạ mực nước ngầm khi thi
công hố đào sâu.
- Phạm vi nghiên cứu: Áp dụng cho thi cơng tầng hầm sâu cơng
trình trên địa bàn thành phố Đà Nẵng.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết
- Áp dụng vào cơng trình thực tế
- Phân tích, so sánh, đánh giá các phương pháp tính tốn và bố
trí giếng bơm
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Đưa ra được giải pháp tính tốn và bố trí giếng bơm hạ mực
nước ngầm hợp lý, hiệu quả cho thi công tầng hầm sâu của một số
công trình tương ứng với điều kiện địa chất khác nhau trên địa bàn
thành phố Đà Nẵng.
6. Bố cục và nội dung luận văn
Luận văn gồm phần Mở đầu, 03 chương, phần kết luận và
kiến nghị.
- Mở đầu
- Chương 1: tổng quan về phương pháp hạ mực nước ngầm
- Chương 2: cơ sở lý thuyết của phương pháp hạ mực nước ngầm
- Chương 3: lựa chọn giải pháp bố trí giếng bơm hạ mực nước
ngầm cho hố đào sâu trong thi cơng tầng hầm ở cơng trình trên địa bàn
thành phố Đà Nẵng
- Kết luận và kiến nghị
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP HẠ MỰC NƯỚC NGẦM
Đối với việc thi công tầng hầm hiện nay, tùy thuộc vào đặc điểm
hình dạng cơng trình, điều kiện địa chất thủy văn và hiệu quả kinh tế
mà Chủ đầu tư và đơn vị thi công quyết định công nghệ và biện pháp
thi cơng phù hợp, bên cạnh đó yếu tố không thể thiếu để thi công
được các cấu hiện bê tơng cốt thép bên dưới hố móng là phải giữ cho
hố móng ln khơ ráo sạch sẽ. Trong chương này sẽ giới thiệu tổng
quan về một số biện pháp chống thành hố đào sâu ngăn nước ngầm
chảy vào hố móng và chống sạt lở đất xung quanh hố, các phương
pháp hạ mực nước ngầm và các loại giếng hút nước ngầm phổ biến
hiện nay. Đặc biệt là các cơng trình tại thành phố Đà Nẵng.
1.1. Khái quát tình hình thi công tầng hầm và hố đào sâu tại
Việt Nam
Từ những năm đầu tiên của thế kỷ 19 và 20, gắn liền với sự phát
triển ở những nước công nghiêp là nhu cầu về nhà cửa và cơ sở hạ tầng
tăng nhanh. Có thể nói, Châu Âu và các nước phát triển như Mỹ, Nhật
Bản là những nhà tiên phong cho việc phát triển xây dựng các cơng
trình nhà cao tầng có kết cấu tầng hầm nhằm đáp ứng các nhu cầu như:
làm kho chứa hàng hoá; làm tầng phục vụ sinh hoạt công cộng như bể
bơi, cửa hàng, quán bar; làm ga ra; làm tầng kỹ thuật; làm nơi cư trú
tạm thời khi xảy ra chiến tranh; là nơi chứa tiền, vàng, bạc, đá quí và
tài sản quốc gia. . .
Tại các thành phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng,..
nói riêng và Việt Nam nói chung, tốc độ đơ thị hóa ngày càng gia
tăng nhưng hệ thống thô thị vẫn phát triển về quy mô, chất lương và
số lượng. Tuy nhiên , gắn liền với việc phát triển ấy, các vấn đề như
nhà ở, văn phòng, giao thông, hạ tầng đô thị và không gian sống bị
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
4
ảnh hưởng và có sức ép khá lớn. Diện tích bề mặt đất còn trống ngày
càng bị thu hẹp, người dân phải sống trong tình trạng chật hẹp và bí
bách.
Những điều này cộng với vấn đề thẩm mĩ, văn minh đơ thị thì
việc phát triển các cơng trình xây dựng có tầng hầm cần được chú ý
nhiều hơn nữa. Tuy nhiên, khi thi công hố đào sâu không thể tránh
khỏi những ảnh hưởng của nước ngầm trong quá trình thực hiện. Vì
vậy, việc hạ mực nước ngầm cho hố đào sâu là vấn đề luôn được quan
tâm hàng đầu hiện nay.
1.2. Ảnh hưởng của nước ngầm khi thi công hố đào sâu
1.2.1. Đặc tính của nước ngầm khi thi cơng hố đào sâu
Khi thi cơng, nước có thể vào hố móng theo các cách sau đây
- Nước mặt do mưa và ở xung quanh tràn vào hố móng
- Nước ngầm từ dưới đáy hố móng lên
- Nước ngầm từ ngồi qua chân cừ vào hố
- Nước ngầm từ ngoài qua tường cừ vào
1.2.1.1. Giải pháp thốt nước hố móng trong thi cơng hố đào sâu
Hệ thống thốt nước hố móng bao gồm:
+ Giếng khoan hạ mực nước ngầm.
+ Giếng thu nước ngầm.
+ Mạng ống nhựa cứng và mềm dẫn nước.
+ Hố ga thu nước.
+ Hố lọc nước.
+ Các máy bơm đặt tại giếng khoan hạ mực nước ngầm và giếng
thu nước ngầm
1.2.1.2. Nguyên tắc hoạt động của hệ thống thoát nước ngầm
của giếng điểm sâu và giếng kim lọc
Khi mực nước dâng cao trong các giếng khoan hạ mực nước
ngầm thì các máy bơm tự động vận hành để hạ thấp mức nước xuống,
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
5
sau đó máy bơm ngừng hoạt động. Chu kỳ này tự động tiếp diễn liên
tục suốt ngày đêm.
Các giếng thu nước ngầm được hạ thấp dần xuống theo các cao
trình đào móng để thu nước tại đáy hố đào và được bơm dẫn về hệ
thống ống chung.
Nước từ các đường ống được dẫn về hố lọc nước trước khi bơm
ra hệ thống thoát nước của thành phố. Hố lọc nước bằng kim loại có
dung tích 2m gồm hai ngăn lọc, trong mỗi ngăn có chứa vật lọc như
cát, đá.
1.2.2. Ảnh hưởng của việc hạ mực nước ngầm đến các cơng
trình lân cận
1.2.2.1. Gây lún các cơng trình xung quanh
Khuyết điểm lớn nhất của giải pháp hạ mực nước ngầm khi thi
công tầng hầm là sẽ dẫn đến lún không đều của các cơng trình xây
dựng ở xung quanh.
1.2.2.2. Làm chuyển vị trí đất ở xung quanh
Ngồi ra tình trạng nước ngầm và sự biến đổi do công tác hạ
mực nước cũng gây nên sự chuyển vị của đất ở xung quanh móng.
1.3. Cơng nghệ thi cơng hố đào sâu tại Đà Nẵng
+ Tường chắn bằng xi măng đất trộn ở tầng sâu
+ Tường cừ larsen (cọc ván thép)
+ Tường chắn đất bằng cọc khoan nhồi
+ Tường liên tục trong đất
1.4. Các biện pháp thi công hạ mực nước ngầm thông dụng
hiện nay
1.4.1. Phương pháp hạ nước trên mặt (hút nước lộ thiên)
1.4.2. Phương pháp giếng thấm (giếng lọc)
1.4.3. Phương pháp giếng điểm nhẹ
1.4.4. Phương pháp giếng điểm phun
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
6
1.4.5. Phương pháp giếng điểm ống
1.4.6. Phương pháp giếng điểm bơm sâu (ống giếng có máy
bơm hút sâu)
1.4.7. Phương pháp giếng điểm thấm nước
1.4.8. Phương pháp điện thấm
1.5. Các phương pháp hạ mực nước ngầm hiện dùng ở Đà Nẵng
- Máng hở có hố thu nước
- Giếng điểm nhẹ
- Giếng điểm sâu
1.6. Kết luận chương 1
Căn cứ đặc tính của nước ngầm, đặc điểm hình dạng, kích
thước, chiều sâu hố đào, vị trí tọa lạc của cơng trình mà ta có thể lựa
chọn phương pháp chắn giữ thành hố đào ngăn khơng cho nước ngầm
tràn vào hố móng và các loại giếng bơm thường dùng để hút nước
ngầm tiêu thoát nước hố móng một cách hợp lý khoa học đem lại hiệu
quả kinh tế và thuận lợi cho quá trình thi cơng an tồn cho hố đào sâu
cũng như các cơng trình kế cạnh.
Tác giả đề xuất phương án thi công tường barrete chắn giữ thành
hố đào và kết hợp lưạ chọn phương pháp giếng điểm sâu trong thi công
hố đào sâu hạ mực mước ngầm cho cơng trình marriott làm cơ sở để
tính tốn, bố trí giếng bơm cho hố đào sâu.
Q trình tính tốn số lượng giếng bơm cần thiết để tháo khơ hố
móng cần các thơng tin về địa chất cơng trình, địa chất thủy văn để lựa
chọn phương pháp tính tốn phù hợp căn cứ vào các cơng thức phục
vụ tính tốn cho kết quả chính xác.
CHƯƠNG 2
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
7
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP HẠ MỰC
NƯỚC NGẦM
Để tính tốn bố trí giếng bơm hạ mực nước ngầm trong thi cơng
hố đào sâu của cơng trình, cần biết được các yếu tố ảnh hưởng đến
việc hạ nước ngầm và nắm vững cơ sở lý thuyết, quy trình tính tốn,
các cơng thức hỗ trợ giải quyết bài tốn kết hợp sử dụng phần mềm
visual modflow 2011.1 để kiểm tra kết quả tính tốn lý thuyết đồng
thời lựa chọn phương án tối ưu bố trí giếng bơm cho hố đào một cách
hiệu quả phù hợp với chi phí và biện pháp thi cơng hố đào sâu của
cơng trình.
2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc hạ mực nước ngầm
2.1.1. Vị trí xây dựng và đặc điểm của cơng trình
Điều kiện hiện trường là nhân tố khống chế khi xác định phương
án hạ mực nước ngầm chủ yếu gồm có: độ cao, phân bố, kết cấu và
khoảng cách đến cơng trình định xây đến các cơng trình đã có xung
quanh hiện trường; các thiết bị ngầm ở xung quanh hố móng bao gồm
đường cấp thoát nước, đường cáp điện, đường thoát nước ra ngoài khi
hút nước lên, đường cấp điện thi cơng ...
2.1.2. Tính chất nước ngầm
Để đánh giá những điều kiện địa chất thủy văn của khu vực cần
có đặc trưng của các tầng chứa nước, những số liệu về tính thấm của
đất và những chỉ dẫn của tính xâm nhập.
2.1.2.1. Đặc trưng của các tầng chứa nước
Cần có những chỉ dẫn về số lượng, sự phân bố và liên hệ tương
hỗ của các tầng chứa nước, vùng và nguồn nước ngầm, thành phần hóa
học của nước.
2.1.2.2. Tính thấm của đất
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
8
Những trị số đáng tin cậy nhất của hệ số thấm được rút ra từ kết
quả xử lý các số liệu thí nghiệm hút nước, bơm hoặc rót nước thực
hiện trong điều kiện hiện trường ở ngay khu vực thiết kế hạ mực nước
ngầm.
2.1.2.3. Những chỉ dẫn về tính xâm nhập cần dùng
Tiến hành tính tốn thủy văn trong những trường hợp mà nguồn
cung cấp của tầng chứa nước là nước mưa thấm trực tiếp vào tầng đó.
2.2. Cấu tạo địa chất Đà Nẵng
- Tình hình địa chất ở Đà Nẵng
- Số liệu phân loại địa chất của thành phố Đà Nẵng
2.3 Lý thuyết tính tốn và thiết kế hạ mực nước ngầm
Tính tốn và thiết kế hạ mực nước ngầm bao gồm việc lựa chọn
phương pháp, xác định kiểu giếng, đường kính, chiều sâu và số lượng
giếng cũng như lưu lượng nước cần hút và số lượng máy bơm cần
thiết.
2.3.1. Phương pháp hút nước trên mặt
2.3.2. Phương pháp hạ bằng giếng
2.3.2.1. Cách tính tổng qt
Tính tốn và thiết kế hạ mực nước ngầm khi sử dụng giải pháp
giếng cũng chia ra hai trường hợp để khảo sát : giếng hồn chỉnh và
khơng hồn chỉnh.
a. Trường hợp giếng hồn chỉnh
Trong trường hợp giếng hoàn chỉnh, chiều sâu giếng thấm hoặc
ống kiến lọc đặt tới lớp đất không thấm nước
b. Trường hợp giếng khơng hồn chỉnh
Trường hợp giếng khơng hồn chỉnh là khi chiều sâu giếng thấm
hoặc ống kim lọc không đặt tới lớp đất không thấm nước.
2.3. Giới thiệu phần mềm visual modflow
- Bộ phần mềm visual modflow bao gồm 3 hệ phần mềm chính
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
9
và nhiều modul phụ trợ. Phần mềm modflow dung để tính tốn trữ
lượng, chất lượng phân bố dịng chảy, hạ mực nước ngầm các cơng
trình thủy lợi, cầu, tầng hầm nhà cao tầng. Phần mềm modflow có
chức năng tính tốn sự bình lưu, sự phân tán và các phản ứng hóa học
khác của các vật chất hịa tan trong hệ thống dòng chảy, bản phần mềm
gốc do nilson guiguer, Thomas Franz, Patrick Delaney và serguei
shmakov viết. sau đó được các nhà địa chất của các nước trên thế giới
như mỹ, Canada… cải tiến lại.
- Thu thập số liệu đầu vào
- Sơ đồ khối chạy phần mềm
- Các điều kiện biên dùng trong mơ hình tính tốn
2.4. Kết luận chương 2
Các yếu tố như vị trí xây dựng, đặc điểm cơng trình, tình hình
địa chất thủy văn là điều kiện ban đầu để áp dụng các cơng thức lý
thuyết tính tốn số lượng giếng bơm hạ mực nước ngầm. Áp dụng
TCVN 9903:2014 yêu cầu thiết kế thi công và nghiệm thu hạ mực
nước ngầm xun suốt q trình tính tốn.
Với mục đích tính tốn và bố trí giếng bơm hạ mực nước ngầm
cho hố đào sâu đảm bảo an toàn tháo khơ sạch sẽ mặt bằng hố móng để
dễ dàng thi công các cấu kiện bê tông cốt thép bên dưới. Đòi hỏi đơn vị
khảo sát địa chất thủy văn cho khu đất phải có kinh nghiệm và chun
mơn tốt đáp ứng được các thơng số tính tốn tương đối chính xác để đưa
vào cơng thức lý thuyết hay mơ hình tính tốn.
Tác giả giải quyết bài tốn bằng cách áp dụng các cơng thức
tính tốn lý thuyết để tính ra số lượng giếng bơm cần thiết tháo khơ hố
móng an tồn. Từ kết quả này tác giả mơ hình vào phần mềm visual
modflow 2011.1 để kiểm tra so sánh kết quả tính tốn lý thuyết đồng
thời kết hợp nhiều phương án bố trí giếng bơm cho hố móng để tìm ra
phương án tối ưu hóa ứng dụng vào thực tế vừa đảm bảo tháo khô hố
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
10
móng an tồn vừa phù hợp với chi phí cũng như biện pháp thi cơng
cho cơng trình.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
11
CHƯƠNG 3
TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP BỐ TRÍ
GIẾNG BƠM HẠ MỰC NƯỚC NGẦM CHO HỐ ĐÀO SÂU
TRONG THI CƠNG TẦNG HẦM TẠI CƠNG TRÌNH
MARRIOTT ĐÀ NẴNG
Tính tốn và thiết kế hạ mực nước ngầm bao gồm việc xác định
đường kính, chiều sâu và số lượng giếng cũng như lưu lượng nước cần
hút. Muốn tính tốn và thiết kế chính xác các u cầu trên thì trước
tiên phải nắm vững tình hình địa chất và địa chất thủy văn. ở khu vực
cần hạ mực nước ngầm, kích thước và chiều sâu hố móng, cũng như
điều kiện thi cơng cho phép.
Tác giả tiến hành lựa chọn phương pháp tính tốn thiết kế số
lượng giếng bơm cho hố móng của cơng trình Marriott và kiểm tra
chéo kết quả tính tốn bằng phần mềm visual modflow 2011.1 đồng
thời mô phỏng một số phương án bố trí số lượng giếng bơm cho hố
móng để đánh giá lựa chọn phương án tối ưu nhất ứng dụng vào thực
tế, làm cơ sở cho việc lựa chọn giải pháp bố trí giếng bơm hạ mực
nước ngầm cho hố đào sâu trong thi công tầng hầm một số cơng trình
trên địa bàn thành phố đà nẵng.
3.1. Giới thiệu về cơng trình Marriott tại Đà Nẵng
Cơng trình Mariott Tổ hợp khách sạn và căn hộ cao cấp toạ lạc
tại vị trí vàng ngay tại số 58 Bạch Đằng bên bờ Sơng Hàn – ngay trung
tâm hành chính của thành phố. Với quy mô 44 tầng nổi, 5 tầng hầm và
Số lượng căn hộ để bán: 224 căn, Số phòng khách sạn: 288 căn, Căn
hộ phục vụ lưu trú: 112 căn. Tổng diện tích sàn xây dựng hơn 57.888
m2, Với tổng chi phí đầu tư khoảng 1700 tỷ đồng. Marriott do Công
ty cổ phần địa ốc Foodinco – thuộc Tập đoàn Alphanam làm chủ đầu
tư.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
12
3.2. Khảo sát địa chất- cơng trình, địa chất- thủy văn
Marriott tại Đà Nẵng
- Theo báo cáo khảo sát nước ngầm xuất hiện ở độ sâu 1,4m1,6m.
- Hệ số thấm trung bình: Ktb = 8,45 (m/ngd)
3.3. Tính tốn hạ mực nước ngầm cho cơng trình Marriott
Đà Nẵng
Căn cứ vào kết quả khảo sát địa chất cơng trình lớp đất thứ 10
có hệ số thấm 0,001 m/ngđ là lớp đất khơng thấm nước ở độ sâu 42,2m
và cao độ đáy ống lọc là -35m không đến đáy lớp đất không thấm
nước.
Chọn giếng hút nước ngầm là giếng điểm sâu và tính theo
trường hợp giếng không chỉnh.
- Hệ số thấm: k = 8,45(m/ngđ)
- Chọn chiều dài ống lọc: L0 = 8m
- Chọn đường kính ống lọc: D=0.2m
- Khả năng nước của một giếng bằng:
4
q=F.v=2πrl.v=2π.0,1.8.60√8,45
=513,899(m3 /ngđ)
- Xác định bán kính biểu kiến:
A
27,164
1
Đối với hố rộng (khi tỷ số B = 77,872 =0,35≥ 10)
F
27,164x77,872
x0 = √ = √
=25,27(m)
π
π
- Độ sâu phải hạ thêm mực nước ở trong giếng theo công thức:
0,3.513,899 1,32.8
ΔS=
lg
=4,6(m)
8. 8,45
0,1
- Chiều sâu hạ giếng L, tính bằng cơng thức:
L=h+h1+h2+ΔS+L0 =1,4+20+1+4,6+8=35(m)
- Độ sâu hạ thấp mực nước trong giếng được xác định bởi:
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
13
S =S0 +ΔS=22,2+4,6=26,8 (m)
- Xác định bán kính ảnh hưởng:
R=2S√Lk=2. 26,8√35 . 8,45 =921,779(m)
- Xác định số lượng giếng (n):
Q’: lượng nước khơng cao áp giới hạn phía trên bằng đường
thấm và phía dưới bằng mặt phẳng ở cao trình đáy giếng.
Q' =8454,195 (
m3
)
ngđ
- Xác định trị số vùng ảnh hưởng: 𝑇𝑎 theo bảng sau:
Bảng 3.2. Bảng xác định vùng ảnh hưởng Ta
S0
L
T0
L
0,1
0,2
0,3
0,5
0,8
1,0
1,1
1,3
1,5
1,7
1,85
2,0
Ta có:
S0 22,2
=
=0,634
L 35
Nội suy:
Ta
=1,75=>Ta =61,25(m)
L
- Xác định Chiều dày lớp nước có áp:
t=Ta -L=61,25-35=26,25 (m)
2,72S0 tk
m3
Q=
=7079,336 (
)
x+R
ngđ
lg t
x- 2
- Số lượng giếng cần thiết để hút được lưu lượng nước thấm Q
vào hố móng được xác định:
Q
8454,195+7079,336
n= m=
=29(giếng)
q
513,899
''
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
14
3.4. Tính tốn bố trí giếng bơm hạ mực nước ngầm bằng phần
mềm visual modflow 2011.1 cho cơng trình Marriott Đà Nẵng
Có 6 phương án bố trí kiểm tra cho số lượng giếng bơm tính được:
- Phương án 1: Bố Trí giếng phân bố đều bên trong hố đào
+ 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.
Hình 3.13. Mặt bằng bố trí giếng bơm theo phương án 1
Kết luận phương án 1:
+ Bố trí giếng bơm theo phương án 1 khơng đảm bảo tháo khơ
hố móng an tồn.
- 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.
Kết luận phương án tối ưu của phương án 1:
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
15
+ Bố trí giếng bơm theo phương án tối ưu của phương án 1 đảm
bảo tháo khơ hố móng an tồn.
Hình 3.18. Mặt bằng chia hố móng thành hai hố nhỏ
Hình 3.19. Mặt bằng bố trí giếng bơm theo phương án tối ưu của
phương án 1
- Phương án 2: Bố Trí giếng bơm với khoảng cách đều nhau
theo chu vi xung quanh bên trong lịng hố móng
+ 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.
Kết luận phương án 2:
- Bố trí giếng bơm theo phương án 2 không đảm bảo tháo khô
hố móng an tồn.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
16
Hình 3.29. Mặt bằng bố trí giếng bơm theo phương án tối ưu của
phương án 2
- 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
Hình 3.29. Mặt bằng bố trí giếng bơm theo phương án tối ưu của
phương án 2
+ 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 không
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
17
thỏa mãn thì ta được cách bố trí của phương án tối ưu của phương án
2
Kết luận phương án tối ưu của phương án 2:
+ Bố trí giếng bơm theo phương án tối ưu của phương án 2 đảm
bảo tháo khơ hố móng an tồn.
- Phương án 3: Bố Trí giếng bơm dọc theo chu vi 3 cạnh bên
trong hố móng
- 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
Hình 3.34. Mặt bằng bố trí giếng bơm theo phương án 3
Kết luận phương án 2: 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
+ Bố trí 29 giếng phân bố dọc theo chu vi cạnh dài bên trong lòng
hố móng với khoảng cách giữa các giếng là 5,99m
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
18
Hình 3.38. Mặt bằng bố trí giếng bơm theo phương án 4
Kết luận phương án 4: không đảm bảo tháo khơ hố móng an
tồn
Phương án 5: Bố Trí giếng bơm hai hàng theo 2 cạnh ngắn
bên trong hố móng
Hình 3.43. Mặt bằng bố trí giếng bơm theo phương án 5
+ Bố trí 29 giếng phân bố dọc theo chu vi cạnh ngắn bên trong
lịng hố móng với khoảng cách giữa các giếng là 2,089m
Kết luận phương án 5: không đảm bảo tháo khơ hố móng an
tồn
Phương án 6: Bố Trí giếng bơm một hàng theo cạnh dài bên
trong lòng hố móng
Bố trí 29 giếng phân bố dọc theo chu vi cạnh dài bên trong lòng
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
19
hố móng với khoảng cách giữa các giếng là 2,78m
Hình 3.48. Mặt bằng bố trí giếng bơm theo phương án 6
Kết luận phương án 6: không đảm bảo tháo khô hố móng an
tồn
3.1.Kết luận chương 3:
Q trình tính tốn giếng bơm hạ mực nước ngầm cho cơng
trình Marriott bằng lý thuyết chỉ cho thấy tổng số lượng giếng bơm
cần thiết để hạ chiều cao mực nước ngầm cần hạ cho hố móng là chính
xác. Từ đó kết quả tính tốn số lượng giếng được lấy mơ hình trong
phần mềm visual modflow 2011.1 để kiểm tra lại và lên các phương
án bố trí giếng bơm cho hố móng để đánh giá lựa chọn phương án tối
ưu cho cơng trình.
Từ kết quả mơ hình 6 phương án bố trí giếng bơm cho hố
móng cơng trình Marriott nhận thấy:
- Phương án tối ưu của phương án 1 và phương án tối ưu của
phương án 2 hoàn toàn phù hợp để rút ra được cách bố trí giếng bơm
khi biết số lượng giếng cần thiết để tháo khơ hố móng đó là bố trí xung
quanh trong lịng hố móng và bố trí phân bố đều trong lịng hố móng
tùy theo đặc điểm hình học của mỗi hố móng nhất định.
- Đối với những phương án giả thuyết khơng hiệu quả cịn lại
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
20
có thể căn cứ vào mặt cắt ngang, dọc của hố móng và thơng số chiều
cao mực nước ngầm hạ được nhất là những vị trí hạ khơng đạt u cầu
ta có thể điều chỉnh trực tiếp trên phần mềm như thêm số lượng giếng
hay thay đổi bán kính chiều sâu hạ giếng để hạ mực nước ngầm theo
ý muốn điều này rất hữu ích đối với việc giải quyết vướng mắt chồng
chéo khi thi cơng hố móng.
- Phần mềm visual modflow 2011.1 cho phép người dùng theo
dõi lịch trình bơm của giếng bơm điều này giúp ta điều chỉnh thời gian
hạ mực nước ngầm cho hố móng. Vì khi hạ mực nước ngầm trong hố
móng nhất là những cơng trình xây chen trong thành phố phải hạ mực
nước chậm dần nếu hạ quá nhanh sẽ làm đất xung quanh bị tụt xuống
gây hậu quả nghiêm trọng cho các công trình lân cận.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
21
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Qua nghiên cứu giải pháp hạ mực nước ngầm trong thi công
hố đào sâu tại các cơng trình trên địa bàn thành phố Đà Nẵng có thể
rút ra một số kết luận và kiến nghị sau:
Trong thi công hố đào sâu nước ngầm là một trong những
ngun nhân chính gây khó khăn trong thi cơng và gây ra sự cố cho
cơng trình hố đào. Tác giả luận văn đã nghiên cứu đề xuất phương
pháp hạ mực nước ngầm phù hợp với điều kiện địa chất- công trình,
địa chất -thủy văn theo dạng nền khu vực TP Đà Nẵng và tính tốn
thiết kế hạ mực nước ngầm.
Phần mềm visual modflow 2011.1 giúp kiểm tra chéo hiệu quả
từ kết quả tính tốn lý thuyết và chỉ ra các cách bố trí giếng bơm hợp
lý để hạ được mực nước ngầm đến cao độ thiết kế. Từ đó có thể lựa
chọn phương án bố trí phù hợp với tiến độ tổ chức thi công của công
trường, giúp làm giảm chi phí vật tư, ca máy, nhân cơng cho cơng
trình…
Đối với hố móng có hình dạng phức tạp thì số lượng giếng
bơm được bố trí phân bố đều theo tỷ số giếng bơm với tỷ lệ diện tích
được chia bên trong lịng hố móng. Như vậy, khi hố móng có hình chữ
nhật thì số lượng giếng bơm được bố trí phân bố đều trên diện tích bên
trong lịng hố móng thành các hàng và các cột với khoảng cách giữa
các giếng là một khoảng bằng nhau. Tuy nhiên với trường hợp bố trí
giếng bơm xung quanh hố móng bắt buộc phải căn cứ từ kết quả phần
mềm xuất ra để thêm hoặc thay đổi vị trí giếng bơm xung quanh hố
móng một cách linh động mới có thể rút ra được phương án bố trí cuối
cùng vì kết quả nghiên cứu cho thấy bố trí xung quanh hố móng có
hình dạng phức tạp chưa rút ra một quy luật chung cho cách bố trí này.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ
22
Kết quả nghiên cứu của luận văn vẫn chưa rút ra được cách bố
trí giếng xung quanh hố móng khi hố móng có hình chữ nhật. Hướng
nghiên cứu tiếp theo sẽ giải quyết vấn đề này.
Tính tốn giếng bơm hạ mực nước ngầm các lớp địa chất được
giả thiết là đẳng hướng nên kết quả tính tốn khơng chính xác tuyệt
đối. Hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ nghiên cứu tính toán dựa trên các
lớp địa chất thực tế theo đường đồng mức khảo sát được.
Trong luận văn này hình dạng hố móng chưa phải phức tạp
nhất vì hố móng này có thể chia thành hai hình chữ nhật nhưng trên
thực tế các hố móng hình trịn, hình bầu dục, hình lục giác cũng được
thi công khá phổ biến… hướng nghiên cứu sắp tới của tác giả sẽ tiến
hành nghiên cứu cách tính tốn và bố trí giếng bơm cho các hố móng
có hình dạng phức tạp để rút ra được cách tính tốn bố trí tổng qt
cho tất cả các loại hố móng bất kì.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.
Lưu hành nội bộ