Microsoft Word 2017 01 19 TMTT HA MUC NUOC NGAM 4 1 LÊ VAN LUONG 397 | P a g e CÔNG TRÌNH CÔNG TRÌNH HỖN HỢP DỊCH VỤ, VĂN PHÒNG VÀ NHÀ Ở Lô số 1, ô đất 4 1 CC, Lê Văn Lương, Thanh Xuân, Hà Nội TÍNH TO.
Trang 1397 | P a g e
CÔNG TRÌNH
CÔNG TRÌNH HỖN HỢP DỊCH VỤ, VĂN PHÒNG VÀ NHÀ Ở
Lô số 1, ô đất 4.1-CC, Lê Văn Lương, Thanh Xuân, Hà Nội
TÍNH TOÁN BIỆN PHÁP HẠ MỰC NƯỚC NGẦM
Thực hiện: CÔNG TY CỔ PHẦN TẬP ĐOÀN XÂY DỰNG
HOÀ BÌNH
123 Nguyễn Đình Chiểu, Quận 3, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
01-2018
Trang 2398 | P a g e
MỤC LỤC
1 GIỚI THIỆU 400
1.1 Tổng quan 400
1.2 Kích thước hình học kết cấu tầng hầm 400
1.3 Mục đích và yêu cầu của công tác hạ mực nước ngầm 401
1.4 Cơ sở thiết kế 401
1.5 Tiêu chuẩn áp dụng 401
1.6 Tài liệu tham khảo 401
2 THIÊT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG HẠ MỰC NƯỚC NGẦM 402
2.1 Giả thuyết thiết kế 402
2.2 Mặt cắt địa chất, thông sô địa chất, điều kiện thủy văn 402
2.2.1 Mặt cắt địa chất 402
2.2.2 Nhận xét điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn 403
2.3 Tính toán hạ mực nước ngầm 403
2.3.1 Thông số hố đào 403
2.3.2 Khả năng thu nước tối đa của giếng 405
2.3.3 Tính toán số lượng giếng theo phương pháp giếng tương đương 406
2.3.4 Tính toán độ hạ thấp- phương pháp tương tác giữa các giếng 407
2.3.5 Kết luận 412
3 THI CÔNG HẠ MỰC NƯỚC NGẦM 412
3.1 Khối lượng thực hiện 412
3.2 Trình tự thi công 413
3.3 An toàn lao động 417
3.3.1 Mục đích 417
3.3.2 An toàn và vệ sinh lao động trong quá trình thực hiện 417
Trang 3399 | P a g e
DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Hình: 1-1 Mặt bằng móng (HBC-LVL-08-51) 400
Hình: 1-2 Mặt cắt 1-1 (HBC-LVL-08-48) 401
Hình: 1-3 Mặt cắt 2-2 (HBC-LVL-08-48) 401
Hình: 2-1 Cắt dọc địa chất các hố khoan HK1,2 .403
Hình: 2-2 Sơ họa các thông số tính toán của Dupuit – Forcheimer: 406
Hình: 3-1 Hình ảnh thả bơm 414
Hình: 3-2 Chi tiết bể lắng 415
Hình: 3-3 Đường ống thoát nước 415
Hình: 3-4 Tủ điện 416
DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng: 1 Thông số tính toán 404
Bảng: 2 Thông số 405
Bảng: 3 Kiểm tra trên 39 giếng đã thiết kế với điểm A 408
Bảng: 4 Kiểm tra trên 39 giếng đã thiết kế với điểm B 410
Bảng: 5 Khối lượng lắp đặt 412
Bảng: 6 Thống kê vật tư và vật liệu đầu vào lắp đặt công trình 412
Trang 4400 | P a g e
1 GIỚI THIỆU
1.1 Tổng quan
Dự án Công trình hỗn hợp dịch vụ, văn phòng và nhà ở tọa lạc tại Lô số 1, ô đất 4.1 – CC Đường Lê
Văn Lương, Thanh Xuân, Hà Nội Dự án bao gồm 35 tầng nổi là 5 tầng hầm Diện tích 1 sàn tầng hầm 7590m2 Chủ đầu tư Công ty CP Dịch vụ và kinh doanh bất động sản Hà Nội
Trong thuyết minh này, chúng tôi trình bày thiết kế biện pháp hạ mực nước ngầm với yêu cầu đảm bảo an toàn, tiết kiệm và thuận tiện trong thi công Thuyết minh này được thiết lập dựa trên báo cáo khảo sát địa chất và bản vẽ do chủ đầu tư cung cấp
1.2 Kích thước hình học kết cấu tầng hầm
Kích thước hình học chính của công trình được thể hiện trong Hình: 1-1, Hình: 1-2, Hình: 1-3
Hình: 1-1 Mặt bằng móng (HBC-LVL-08-51)
Trang 5401 | P a g e
Hình: 1-2 Mặt cắt 1-1 (HBC-LVL-08-48)
Hình: 1-3 Mặt cắt 2-2 (HBC-LVL-08-48)
1.3 Mục đích và yêu cầu của công tác hạ mực nước ngầm
Bơm hạ mực nước ngầm cho khối hầm công trình đến cao độ thấp hơn cao độ đào một khoảng xấp
xỉ 0.5m để thi công hầm và đảm bảo an toàn cho công trình
Quan trắc mực nước ngầm trong các giếng quan trắc trong quá trình bơm hạ mực nước ngầm nhằm theo dõi mực nước, điều chỉnh thiết kế và điều tiết lượng nước bơm cho phù hợp để đảm bảo cho quá trình thi công an toàn, tiến độ
1.6 Tài liệu tham khảo
[1.] Hướng dẫn thực hành địa chất thủy văn – Nhà xuất bản ĐHQG-TP.HCM
Trang 6402 | P a g e
[2.] Construction Dewatering and Groundwater Control – New method and applications – 3rd Edition, J.Patrick et al
[3.] Groundwater Lowering in Construction: A Practical Guide P.M Cashman
2 THIÊT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG HẠ MỰC NƯỚC NGẦM
2.1 Giả thuyết thiết kế
Thiết kế của chúng tôi dựa trên giả thiết sau:
Hồ sơ khảo sát địa chất là đáng tin cậy
Tường vây được thi công đảm bảo chất lượng, không có các khuyết tật trong thân tường, thân tường vây kín nước hoàn toàn
2.2 Mặt cắt địa chất, thông sô địa chất, điều kiện thủy văn
2.2.1 Mặt cắt địa chất
Báo cáo khảo sát địa chất được thực hiện bởi Công ty TNHH Nhà nước MTV Khảo sát và Xây dựng 2010 bao gồm 13 hố khoan với chiều sâu ~ 60m/ 1 hố khoan Các lớp đất được phân bố từ trên xuống dưới như sau:
Lớp 1: Cát lấp, màu xám đen Phân bố đều khắp khu vực khảo sát và nằm ngay trên mặt đất Thành phần
của lớp chủ yếu là cát mịn, màu xám đen Chiều dày lớp thay đổi từ 0.7m (HK8) đến 1.5 (HK13), trung bình khoảng 1.1m
Lớp 2: Sét dẻo thấp (CL), màu nâu vàng, xám nâu, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng Lớp sét dẻo cứng
đến nửa cứng, nằm dưới lớp cát lấp (1) phân đều khắp khu vực khảo sát Gặp lớp tại độ sâu 0.7m (HK8) đến 1.5m (HK13) Chiều dày lớp thay đổi từ 1.5m (HK3) đến 3.3m (HK11), trung binhd khoảng 2.6m
Lớp 3 Cát lẫn sét, cát bụi (SC-SM), màu xám đen, xám nâu, xen kẹp các thấu kình mỏng sét dẻo thấp, trạng
thái rời Lớp cát lẫn sét, cát mịn (3) nằm dưới lớp sét dẻo cứng đến nửa cứng, gặp trong tất cả các hố khoan,
ở độ sâu từ 2.0 (HK4) đến 4.5m (HK11) Chiều dày lớp thay đổi từ 3.2m (HK1) đến 13.2 (HK12) trung bình khoảng 7.2m
Lớp 4: Cát lẫn sét, cát bụi (SC-SM), trạng thái chặt vừa Lớp cát lẫn sét, cát mịn nằm dưới lớp cát lẫn sét,
cát mịn, gặp lại tất cả các hố khoan ở độ sâu 7.2m (HK1) đến 16.0m (HK12) Chiều dày của lớp thay đổi
từ 4.0m (HK4) đến 24.8 (HK13), trung bình khoảng 15.0m
Lớp 5 Sét dẻo thấp (CL) đôi chỗ lẫn hữu cơ, màu xám đen, xám nâu, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng
Lớp sét dẻo thấp nằm dưới lớp 4 gặp tại hố khoan (HK1, HK4, HK6, HK8, HK10, HK12, HK13) ở độ sâu 18.0m (HK4) đến 37.8m (HK13) Chiều dày của lớp đất thay đổi từ 1.6m (HK7, HK13) đến 8.1m (HK6) trung bình 4.2m
Lớp 6 Cát mịn cấp phối kém lẫn sỏi sạn, màu xám vàng, xám ghi, trạng thái chặt Lớp cát lẫn sỏi sạn nằm
dưới lớp sét dẻo thấp 5 tại các hố khoan (HK1, HK4, HK6, HK7,8,10,11,12,13) nằm dưới lớp 4 tại các hố khoan (HK2, 3,5,9) ở độ sâu 23m (HK4) đến 39.4m (HK13) Chiều dày của lớp thay đổi khoảng từ 4.1m (HK16) đến 16.0m(HK2) trung bình khoảng 10.7m
Lớp 7 Cuội sỏi lẫn cát sạn (GP), màu nâu vàng, xám trắng, xám đen, trạng thái rất chặt Lớp cuội sỏi lẫn
cát nằm dưới thấu kính sét nửa cứng (6a) tại hố khoan (HK9) hoặc dưới lớp cát lẫn sỏi sạn tại các hố khoan (HK1,2,3,4,5,6,7,8,10,11,12,13) Bề mặt lớp cuội biến đổi mạnh, gặp lớp ở độ sâu từ 37m (HK12) đến 46.2m (HK13) Chiều dày của lớp chưa xác định, các hố khoan đã vào lớp từ 17.0 đến 19.0m mà vẫn chưa hết lớp
Trang 7403 | P a g e
2.2.2 Nhận xét điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn
Khí hậu Hà Nội chịu ảnh hưởng kiểu nhiệt đới gió mùa:
Mùa mưa: từ tháng 4 đến tháng 10, khí hậu nóng, mưa nhiều
Mùa khô: từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, khí hậu lạnh ít mưa
Điều kiện địa chất công trình tại khu vực có 6 lớp địa chất chủ yếu, như mặt cắt địa chất bên dưới Mặt cắt địa chất tham khảo như Hình: 2-1
Hình: 2-1 Cắt dọc địa chất các hố khoan HK1,2
Mực nước ngầm xuất hiện ở tầng chứa nước 1 là -12.28m, tầng chứa nước thứ 2 mực nước ngầm ở cao độ -10.27m (so với mặt đất) tại thời điểm khảo sát vào tháng 7/2010 Như vậy, mực nước ngầm trung bình chọn đưa vào tính toán là -11.28m
2.3 Tính toán hạ mực nước ngầm
2.3.1 Thông số hố đào
Dựa trên tài liệu khảo sát địa chất công trình cũng như theo kinh nghiệm tính toán, chúng tôi đưa các thông số tính toán như Bảng: 1
Trang 8D (m) Bề dày tầng chứa trung bình (44m-25m) 19
Bề dày tầng chứa quy ước (đáy tầng chứa quy ước ở cao
độ -44m)
H(m) Chiều cao mực nước ngầm tính từ đáy
hw (m) Chiều cao mực nước ngầm khi hạ thấp
tính từ đáy tầng chứa quy ước 18.95
Qg (m3/ngày) Lưu lượng giếng thiết kế 600-840 Dựa vào hiệu suất giếng và
công suất mặc định thiết bị
Mực nước ngầm được tính so cote mặt đất tự nhiên của công trình
Bề dày tầng chứa nước trung bình (tính từ mực nước tĩnh đến lớp sét pha) được chọn theo tài liệu Báo cáo KSĐC do Công ty TNHH Nhà nước MTV Khảo sát và Xây dựng thực hiện Trong tính toán H= (36+8)-11.28 = 32.72m Trong đó 36m là độ sâu đáy giếng, 11.28m là độ sâu mực nước ngầm ban đầu, 8m là chiều dài ống lọc
Chiều sâu giếng được chọn theo tiêu chí sau:
Trong đó:
S – chiều sâu mực nước giai đoạn cuối bơm hạ Chiều sâu lớn nhất của công trình là 24.55 m Mực nước ngầm được hạ thấp hơn cote đào sâu nhất tối đa 0.5m Vây chọn S= 25.05m
l1 – chiều dài đoạn ống lắng (lấy 1m)
l2 – chiều dài ống lọc (Chiều dài ống lọc được chọn theo chiều dài ống lọc của nhà sản xuất (4m/1 ống), khả năng thu nước yêu cầu của giếng cho bơm 5Hp vì thế chúng tôi lựa chọn l2 = 8m)
∆ - bước nhảy thủy lực do tính bất hoàn chỉnh của giếng (1.85 m được tính theo công thức bên dưới)
Trang 9k – hệ số thấm từ kết quả thí nghiệm hiện trường (K= 43 m/ngđ)
→ Chiều sâu giếng sẽ là 36.0m
2.3.2 Khả năng thu nước tối đa của giếng
Theo B.Sichardt (1928):
max 1 th
Q F V1
F .d.n.lth
Trong đó:
Qmax – Lưu lượng nước chảy vào giếng (m3/ngđ)
Trang 10→Chọn lưu lượng thiết kết theo công suất bơm 5Hp → Qtk = 600 m3/ngđ
2.3.3 Tính toán số lượng giếng theo phương pháp giếng tương đương
Hình: 2-2 Sơ họa các thông số tính toán của Dupuit – Forcheimer:
Tầng chứa nước ở công trình là tầng chứa nước có áp
Trang 11407 | P a g e
Như vậy với hố móng có diện tích 7600 m2 để hạ thấp mực nước ngầm tới độ sâu 25.05m (thấp hơn đáy hố móng sâu nhất khoảng 0.5m) kết quả sơ bộ là 39 giếng
2.3.4 Tính toán độ hạ thấp- phương pháp tương tác giữa các giếng
2.3.4.1 Phương pháp luận tính toán
Do các phương pháp tính toán bên trên quy công trình cần tình về dạng một giếng thu nước hình tròn có cùng diện tích với công trình và các giếng được bố trí đều theo lưới Trong thực tế công trình có hình dạng phức tạp và việc bố trí giếng phải tránh các hố móng để phù hợp cho thi công Nên người ta sử dụng
“phương pháp tương tác giữa các giếng” để tính toán đảm bảo yêu cầu hạ thấp hiệu quả nhất và an toàn tối
đa trong quá trình thi công, chúng tôi kiểm tra lần cuối bằng phương pháp trên
Nguyên lý: độ hạ thấp tại một điểm bằng tổng độ hạ thấp tại điểm đó do từng giếng gây ra theo công thức:
Skt = 4
Skt – mực nước hạ thấp tới cuối thời gian yêu cầu
∆h – bước nhảy do tính bất hoàn chỉnh của giếng bơm hạ
t – thời gian bơm hoạt động liên tục
rg – bán kính giếng
rg-i – Khoảng cách từ điểm đang xét đến giếng bơm hạ
– hệ số hiệu chỉnh xác định từ biểu đồ, phụ thuộc vào vị trí ống lọc
– hệ số truyền áp = a - hệ số truyền mực nước .
He – bề dầy tầng chứa nước chịu ảnh hưởng của giếng
Qi- lưu lượng bơm tại các giếng
K – hệ số thấm tầng chứa nước
m – chiều dày tầng chứa nước trung bình
t – thời gian bơm hạ
∑ . tổng các giếng còn lại ( dấu có nghĩa là trong tổng này đã loại giếng đang tính hạ thấp)
Các bước thực hiện tính toán:
Bước 1: Xác định sơ bộ lượng giếng cần thiết để bơm hạ mực nước ngầm dựa vào các phương pháp đơn giản là 39 giếng
Bước 2: Bố trí giếng lên mặt bằng
Bước 3: Đo khoảng cách từ các giếng đến điểm kiểm tra (thường là vị trí sâu nhất hoặc vị trí xa trung tâm nhất)
Trang 12408 | P a g e
Bước 4: Áp dụng công thức tương tác tính toán ra kết quả hạ thấp Kết quả hạ thấp không đạt, tăng lưu lượng giếng, tăng số lượng giếng lần lược thêm 1 giếng và thực hiện lại các bước 2-3-4 cho đến khi đạt yêu cầu là 39 giếng
2.3.4.2 Tính toán cho các điểm xem xét
Kiểm tra tại điểm A (móng sâu, xa nhất khu), giao giữa trục Y7 và X5
Bảng: 3 Kiểm tra trên 39 giếng đã thiết kế với điểm A
2
Qi(m3/ngđ)
rg-i (m)
Trang 13409 | P a g e
2
Qi(m3/ngđ)
rg-i (m)
Trang 14410 | P a g e
Như vậy: Với 39 giếng đã thiết kế với lưu lượng 600 m3/ngày, thì độ hạ thấp tại vị trí kiểm tra A (xem bản
vẽ HBC-LVL-09-03) đạt tới chiều sâu trung bình (11.28) + (13.42)= 24.70m Đạt yêu cầu hạ thấp
Kiểm tra tại điểm B (móng sâu, xa nhất khu), giao giữa trục Y7 và X10
Bảng: 4 Kiểm tra trên 39 giếng đã thiết kế với điểm B
Trang 15Như vậy: Với 39 giếng đã thiết kế với lưu lượng 600 m3/ngày, thì độ hạ thấp tại vị trí kiểm tra B (xem bản
vẽ HBC-LVL-09-03) đạt tới chiều sâu trung bình (11.28)+( 13.53)= 24.81m Đạt yêu cầu hạ thấp
Trang 16412 | P a g e
Ngoài ra, để duy trì đủ lượng bơm để giữ mực nước đạt yêu cầu trong quá trình đổ bê tông, cho nên cần dự phòng giếng trong trường hợp này Theo kinh nghiệm thi công các công trình tương tự chúng tôi lấy lượng giếng bằng 5% trên số lượng giếng tính toán được Để dự phòng trong trường hợp mất điện và các sự cố khác (di dời đường ống cho xe chạy) cần bơm hạ trở lại mực hạ thấp yêu cầu trong thời gian ngắn chúng tôi lấy lượng giếng bằng 5% trên số lượng giếng tính toán được Như vậy cần 10% giếng dự phòng cho các trường hợp trên
Số lượng giếng dự phòng: n = 0.1*39 = 4 giếng
2.3.5 Kết luận
Với tổng số lượng giếng là 39 giếng bơm và 4 giếng dự phòng với chiều sâu giếng 36m hoạt động liên tục
5 ngày với lưu lượng mỗi giếng khoảng 600 m3/ngày đêm sẽ đảm bảo yêu cầu hạ mực nước ngầm phía bên trong hố đào xuống độ sâu cách mặt hố đào khoảng 0.5m
3 THI CÔNG HẠ MỰC NƯỚC NGẦM
3.1 Khối lượng thực hiện
Số lượng giếng hạ mực nước ngầm và vật tư kèm theo được thể hiện trong
Bảng: 6 Thống kê vật tư và vật liệu đầu vào lắp đặt công trình
hoặc nhập khẩu
Nguồn gốc/ hãng sản xuất
Trang 17413 | P a g e
3 Máy bơm điện chìm
công suất 5- 10 Hp bao
gồm phụ kiện (dây điện,
tủ điện, dây treo
Bảng: 6 Danh sách các thiết bị khoan giếng và đo mực nước ngầm
hãng sản xuất
Mục đích sử dụng
2 Thiết bị đo mực nước
ngầm
Bảng: 6 Thông số kỹ thuật của bơm
Kiểu Bơm điện chìm dạng đẩy Lưu lượng 20 – 30m3/h
Công suất 5-10HP, 3 pha x 380 Volt Kết cấu giếng PVC D200 sâu 36m
3.2 Trình tự thi công
Giai đoạn 1: Thi công giếng
Bước 1 Khoan tạo lỗ
Bố trí dàn khoan máy XY-100 hoặc dàn khoan chữ A để thi công các giếng khoan bơm hạ nước ngầm
Định vị vị trí giếng khoan để thiết bị khoan vào đúng vị trí đã được định vị
Định vị tháp khoan, làm đường bao quanh khu vực khoan để chứa dung dịch khoan kích thước 3 x 2.5 x 0.3m
Trang 18414 | P a g e
Khoan bằng phương pháp khoan phá mẫu toàn phần quan sát mùn khoan với đường kính khoan
315 – 350mm, đến độ sâu 36m Mô tả địa tầng thực tế, ghi sổ nhật ký công trường và các thông số
kỹ thuật khoan theo đúng quy trình qui phạm hiện hành
Bước 2 Chống ống
Ống PVC D200, dày từ 4.5-6.0mm từ mặt đất hiện hữu đến độ sâu 28m
Ống lọc PVC D200, lỗ lọc 3-5mm quấn lưới nhựa hoặc sỏi sạn lấp xung quanh, dày 4.5mm – 6mm, trung bình từ độ sâu 28m đến 36m
Sau khi chống ống xong, tiến hành bơm thổi rửa giếng khoan, làm sạch mùn khoan & loãng dung dịch sét bettonite, chọn thời điểm thích hợp đổ sạn lọc D3.0-6mm với khối lượng 0.5-1.0m3 từ độ sâu 26 đến 36m
Tiến hành bơm rửa giếng bằng máy bơm chìm Bơm sạch cho đến khi nước giếng trong, không có cát mịn, đo lưu lượng, đo mực nước tĩnh
Sau khi khoan xong đội khoan tiến hành thu dọn vật tư, vệ sich sạch sẽ khu vực làm việc
Trang 19415 | P a g e
Hình: 3-2 Chi tiết bể lắng
Lắp đặt hệ thống ống xả từ đầu bơm ra ngoài hố lắng của công trường
Hình: 3-3 Đường ống thoát nước
Nguồn điện: từ hệ thống tủ chính, điện sẽ sẽ được đấu nối ra các tủ điều điển để vận hành thiết bị bơm