NƯỚC dưới đất (địa CHẤT CÔNG TRÌNH SLIDE)

CHƯƠNG 5NƯỚC DƯỚI ĐẤT NƯỚC DƯỚI ĐẤT Khi chuyển động trong các lỗ rỗng, nước dưới đất gây trở ngại cho việc thi công và điều kiện làm việc công trình: gây ngập hố móng, đẩy trồi và gây m

CHƯƠNG 5

NƯỚC DƯỚI ĐẤT

NƯỚC DƯỚI ĐẤT

Khi chuyển động trong các lỗ rỗng, nước dưới đất gây trở ngại cho việc thi công và điều kiện làm việc công trình: gây ngập hố móng, đẩy trồi và gây mất ổn định

hố đào, cáy chảy,

Các chất hóa học trong nước dưới đất có thể gây ăn mòn và phá hoại các cấu kiện bê tông.

5.1 CÁC TÍNH CHẤT CHỨA NƯỚC CỦA ĐẤT ĐÁ

 Chỉ tiêu đặc trưng cho khả năng thoát nước của đất

đá là độ thoát nước µ :

µ = V wr / V

Với: Vwr – thể nước có thể thoát ra tự do khỏi lỗ rỗng của đất; V- thể tích đất.

Đối với đất sét: µ ≈ 0; đối với đất cát, cuội sỏi: µ ≈ n.

 Hệ tầng đất đá bở rời hoặc nứt nẻ chứa đầy nước trọng lực được gọi là tầng chứa nước hoặc lớp chứa nước

 Hệ tầng đất đá thấm nước yếu hoặc không thấm được gọi là tầng cách nước Ngoài các lớp đá cứng, các lớp sét cứng, nửa cứng được xem là tầng không thấm nước.

5.2.1 Chất lượng nước dưới đất

qua các ion có trong nước.

Các nguyên tố và ion đóng vai trò chủ yếu: Cl - , HCO 3- , SO 42- , CO 32- , Ca 2+ , Mg 2+ , Na + , K +

 Ở đây: [H + ] – nồng độ của ion H +

Độ cứng là tính chất của nước có chứa những hợp chất hòa tan của Ca 2+ và Mg 2+

Độ khoáng hóa là tổng số các ion, các phân tử

và các hợp chất khác với hàm lượng g/l.

5.2.2 Trữ lượng nước dưới đất

 Trữ lượng tĩnh: Q t = µ V

 Trữ lượng động: Q d = K A J = K H J B.

Trong đó: K – Hệ số thấm của đất đá;

A – tiết diện dòng thấm;

H – chiều cao dòng thấm;

B – bề rộng dòng thấm;

J – gradient thấm tự nhiên

- Trữ lượng khai thác Q kt

5.3 CÁC HÌNH THỨC HỆ THỐNG HÓA KẾT

QUẢ THÍ NGHIỆM NƯỚC

 Số mg của một đương lượng là tỷ số của nguyên tử lượng (phân tử lượng) và hoá trị

 Để chuyển các kết quả phân tích dưới dạng mg/l thành dạng đương lượng mg, chia lượng mg/l cho số mg của đương lượng của chúng

Ví dụ

Tính toán kết quả thí nghiệm thành % đương lượng.

Ví dụ

Công thức Courlov và tên nước

C

A M

K

K - ký hiệu chất khí chứa trong nước (mg/l)

M - tổng khoáng hóa của nước (g/l)

A - các anion hàm lượng >10% xếp giảm dần và hàm lượng % của chúng.

C - các cation hàm lượng >10% xếp giảm dần và hàm lượng % của chúng.

T - nhiệt độ của nước ở điểm lấy mẫu.

pH - độ pH

Ví dụ

 Kết quả phân tích mẫu nước theo ví dụ được biểu diễn như sau:

( ) ( ) ( ( ) ) ( ( ) ) ( ) 7 , 1

% 1 , 12

% 8 , 83

% 4 , 36

% 6 ,

60 /

667 ,

0 /

Ca Na

HCO

Cl l

g M

l mg

Gọi tên nước: Tên nước được gọi theo tên các

anion và cation có hàm lượng trên 25% xếp giảm

dần

Ví dụ: Clorua – Bicarbonat – Natri.

5.4 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC ĐỐI VỚI XÂY DỰNG

 5.4.1 Đánh giá chất lượng nước dùng trong sinh hoạt

 5.4.2 Đánh giá chất lượng nước dùng trong xây dựng (xem bảng trong tài liệu)

Theo ví dụ đã nêu: tổng hàm lượng Cl - và SO 42-trong khoảng 201-400, hàm lượng HCO 3- là

3,6meq/l, theo bảng tra: a = 0,17; b = 23 Do đó: a[Ca 2+ ] + b = 0,17x 24 + 23 = 27<87mg/l Vậy mẫu nước có tính ăn mòn CO 2

Số TT

Dấu hiệu ăn mòn của nước môi

trường Công trình không chịu cột nước ép Công trình chịu cột nước ép

Môi trường bao quanh

Nơi chứa nước lộ thiên hoặc đất thấm nước trung bình và mạnh (K≥0,1m/ngày đêm)

Đất thấm nước yếu (K<0,1m/ngày đêm) Nước quanh bê tông bao

trong điều kiện bất kỳ

1 Độ kiềm bicacbonat (tính ăn mòn

khử kiềm) tính theo mgeq/l hoặc

theo độ nhỏ hơn

1,5 (4o) Không qui định 2 (6o)

2 Chỉ số hydro (tính ăn mòn axit), nói

chung pH nhỏ hơn 6,5 5 6,5

3 Lượng chứa cacbonit tự do (tính ăn

mòn cacbonit) tính theo mg/l lớn

hơn

a[Ca2+] + b a[Ca2+] + b + 40 a[Ca2+] + b

4 Lượng chứa muối Mg (tính ăn mòn

manhê) được đổi ra ion Mg2+ đo

bằng mg/l có tính cả lượng chứa

ion SO42- đo bằng mg/l lớn hơn

Lượng chứa ion Mg2+ trong mọi

trường hợp lớn hơn

1000 – [SO42-] 1000

6000 – [SO42-] 2000

4000 – [SO42-] 1000

5 Lượng chứa sunfat (tính ăn mòn

sunfat) được tính đổi ra ion

SO42- đo bằng mg/l – khi

lượng chứa ion Cl- nhỏ hơn

1000mg/l - lớn hơn

Lượng chứa sunfat khi lượng

chứa ion Cl- lớn hơn 1000mg/l

- lớn hơn

Lượng chứa ion SO42- trong mọi

trường hợp không lớn hơn

300

150 + 0,15[Cl-] 1000

300

150 + 0,15[Cl-] 1000

250

100 + 0,15[Cl-] 1000

6 Lượng chứa muối amoniac (tính

ăn mòn amoniac) tính theo

mg/l – lớn hơn

1000 1000 1000

7 Lượng chứa kiềm ăn da (tính ăn

mòn kiềm) tính theo mg/l lớn

hơn

8 Lượng chứa Clorua sunfat, nitrat

và các muối khác cũng như

điều kiện khí hậu nóng (khi có

các bề mặt bay hơi) tính theo

mg/l – lớn hơn

10 10 Theo nghiên

cứu chuyên môn

HCO3- Tổng hàm lượng Cl- + SO42- (mg/l)

mgeq/l độ 0 - 200 201 - 400 401 - 600 601 - 800 801 - 1000 > 1000

a b a b a b a b a b a b   1.4

1.8

2.1

2.5

2.9

3.2

3.6

4.0

4.3

4.7

5.0

5.4

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

0.01 0.04 0.07 0.10 0.13 0.16 0.20 0.24 0.28 0.32 0.36 0.40

16 17 19 21 23 25 27 29 32 34 36 38

0.01 0.04 0.06 0.08 0.11 0.14 0.17 0.20 0.24 0.28 0.32 0.36

17 18 19 20 21 22 23 24 26 27 29 30

0.01 0.03 0.05 0.07 0.09 0.11 0.14 0.16 0.19 0.22 0.25 0.29

17 17 18 19 19 20 21 22 23 24 26 27

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.15 0.17 0.20 0.23 0.26

17 18 18 18 18 19 19 20 21 22 23 24

0.00 0.02 0.04 0.06 0.07 0.09 0.11 0.13 0.16 0.19 0.22 0.24

17 18 18 18 18 18 18 19 20 21 22 23

0.00 0.02 0.04 0.05 0.07 0.08 0.10 0.12 0.14 0.17 0.19 0.22

17 18 18 18 18 18 18 19 20 21 22

23  

5.5 CÁC LOẠI NƯỚC DƯỚI ĐẤT

h

z

Mặt chuẩn

Sơ đồ tầng chứa nước khơng áp theo mặt cắt

5.5 CÁC LOẠI NƯỚC DƯỚI ĐẤT

H

z

Sơ đồ tầng áp lực và sự hình thành giếng phun (artezi) a- miền cung cấp; b- miền tàng trữ; c-miền thoát nước

5.5 CÁC LOẠI NƯỚC DƯỚI ĐẤT

 Xác định hướng dòng ngầm theo phương

pháp tam giác

A

D

C

B

34 36

40

38 37 36 35 39

Hướng

dòng

thấm

Từ cao độ mực nước, bằng

pp vẽ, có thể xác định hớng dòng thấm

5.5.2 Các tầng chứa nước phân chia theo điều kiện phân bố

điều kiện phân bố

 Nước thổ nhưỡng

 Nước thấu kính (tầng nước trên)

Thấ u kính sé t

Đớ i bão hòa Đớ i thông khí

5.5.2 Các tầng chứa nước phân chia theo điều kiện phân bố

h

H - h

1

2

3

bieån

Sơ đồ quan hệ giữa nước mặn và nước nhạt ở bờ biển

1 Mực nước biển; 2 Bề mặt thoáng của nước nhạt; 3 Đường cân bằng giữa nước mặn và nước ngọt

Nước áp lực (artezi)

Nước áp lực (artezi)

 Tầng chứa nước kẹp giữa hai tầng cách

nước.

 điều kiện để cho đáy hố móng không bị đẩy trồi là trọng lượng của tầng cách nước phải bằng hoặc lớn hơn áp lực đẩy ngược của nước áp lực:

γ t ≥ γ w (h + t)

h t