Chương 1 NHỮNG RỦI RO TRONG KHAI ĐÀO HỐ MÓNG VÀ THI CÔNG TẦNG HẦM .1 Lún đất xảy ra do tháo khô .2 Bục đáy hố móng (Upheaval) .3 Hiện tượng cát chảy (Sand boiling) .12 -iv- Chương 2 KIỂM SOÁT NƯỚC NGẦM TRONG KHAI ĐÀO HỐ MÓNG VÀ THI CÔNG TẦNG HẦM.1 Các phương pháp áp dụng để kiểm soát nước ngầm .1 Hào hoặc rãnh thoát nước .2 Phương pháp giếng sâu .3 Phương pháp giếng điểm .2 Tính toán các thông số địa chất thủy văn .1 Phương pháp Theis (Đối với tầng chứa nước có áp) .2 Phương pháp Cooper – Jacob .1 Hạ thấp – thời gian (1946) .2 Hạ thấp – khoảng cách (1946) .3 Hạ thấp – thời gian – khoảng cách (1946) .3 Phương pháp Hantush – Jacob (1955) .4 Phương pháp Neuman (1975) .5 Phương pháp Moench (1993) .6 Phương pháp Moench dòng chảy trong đá nứt nẻ (1984).7 Phương pháp Theis Giật cấp (1935) .8 Phương pháp Cooper – Jacob giật cấp (1946) .9 Phương pháp thí nghiệm phục hồi Theis ( có áp) .10 Phương pháp Hantush – Bierchenk tổn thất giếng khoan.11 Phương pháp Thí nghiệm tỷ lưu lượng .46 Chương 3 QUY TRÌNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÁO KHÔ .2 Khảo sát đặc điểm địa chất công trình và địa chất thủy văn .1 Điều kiện địa chất và đất đá .2 Đặc tính của nước dưới đất .3 Tính thấm của tầng chứa nước .6 Phân tích dòng ngầm .7 Phân tích Tính toán lưu lượng và độ hạ thấp mực nước cho công trình .1 Khái quát chung .2 Các phương pháp tính toán lưu lượng và độ hạ thấp mực nước của các loại công trình tháo khô .3 Bán kính ảnh hưởng .8 Xây dựng lưới thấm .3 Lập phương án tháo khô .1 Lựa chọn các phương pháp bơm hút tháo khô .2 Xác định các thông số địa chất thủy văn.3 Xác định công suất của giếng bơm hút .4 Tính toán số lượng giếng cần thiết kế .5 Tính toán mức độ ảnh hưởng của việc hạ thấp mực nước .6 Lắp đặt hệ thống tháo khô và kiểm soát nước ngầm .1 Hệ thống giếng sâu .2 Hệ thống giếng điểm .7 Vận hành và kiểm soát các biểu hiện của hệ thống .1 Đối với giếng sâu .2 Đối với giếng điểm .4 Lưu đồ thiết kế hệ thống tháo khô .76 Chương 4 QUY TRÌNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUAN TRẮC.1 Giới thiệu chung .2 Các sự cố thường xảy ra trong khai đào hố móng và thi công tầng hầm .1 Sự cố do mật độ khảo sát địa chất không đủ.2 Sự cố do đất bị sụt lở hoặc bị sập ở thành hố đào.3 Sự cố do chất lượng tường vây không tốt .4 Hiện tượng bục đáy hố đào .5 Sự cố do ảnh hưởng của tai biến địa chất .3 Vai trò của quan trắc địa kỹ thuật.4 Mục tiêu và đối tượng quan trắc .1 Mục tiêu quan trắc.2 Đối tượng quan trắc .1 Sự dịch chuyển bao gồm .2 Đo các ứng suất và biến dạng gồm .3 Đo áp lực nước gồm có .5 Quy trình thiết kế hệ thống quan trắc .1 Khảo sát địa kỹ thuật .2 Khảo sát các công trình hiện hữu lân cận khu vực thi công .2 Thu thập tài liệu về công trình .3 Lập kế hoạch - Phương án quan trắc.4 Các hạng mục của hệ thống quan trắc .1 Quan trắc ứng xử của môi trường địa chất :.2 Quan trắc ứng xử của hệ thống chống đỡ : .3 Quan trắc ứng xử của nhà và công trình lân cận : .5 Xác định vị trí lắp đặt các dụng cụ hoặc thiết bị quan trắc .6 Phân tích, dự đoán các giá trị của các thông số quan trắc .7 Lựa chọn quy cách lắp đặt các dụng cụ quan trắc .8 Đặt ra giá trị mức độ báo động và mức độ nguy hiểm .9 Xác định tần số đo của các dụng cụ đo .10 Thiết kế và vận hành hệ thống quan trắc .95 Chương 5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÁO KHÔ CHO KHU CAO ỐC PHỨC HỢP NGÂN BÌNH .1 Mục đích và yêu cầu của chủ đầu tư .2 Đặc điềm ĐCTV khu vực TP.1 Các tầng chứa nước (TCN) .2 Chất lượng NDĐ cho mục tiêu sinh hoạt .3 Chất lượng NDĐ cho mục đích kỹ thuật .3 Khối lượng các công tác và biện pháp thi công .1 Công tác khoan thăm dò địa chất thủy văn .2 Bơm thí nghiệm chùm: .3 Công tác lấy và phân tích mẫu nước .4 Đặc điểm địa chất và địa chất thủy văn .1 Tầng sét và sét pha chứa nước rất kém .2 Tầng cát pha, cát chứa nước áp lực.3 Chất lượng nước: .5 Tính toán các thông số địa chất thủy văn .1 Theo tài liệu bơm hút thí nghiệm hiện trường .1 Theo phương pháp Cooper&Jacob I .2 Theo phương pháp Hantush .2 Theo tài liệu đo phục hồi .1 Theo phương pháp Theis & Jacob .6 Xác định lưu lượng cần bơm hút và bố trí sơ đồ hệ thống tháo khô .7 Lắp đặt các hạng mục tháo khô .8 Thiết kế hệ thống quan trắc cho công trình .9 Vận hành hệ thống tháo khô .10 Phân tích quá trình hạ thấp bằng phần mềm .119 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO. a -x- DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình Trang Hình1.1: Xác định độ lún mặt đất xung quanh hố đào .2: Quan hệ về độ lệch ngang và độ sâu hố đào giữa các loại tường trong đất sét cứng, đất cát .3: Độ lún cực đại quan trắc được lân cận các hố đào .4: Đánh giá lún mặt đất (a) cát, (b) sét cứng đến rất cứng, và (c) sét mềm và trung bình.5: Ảnh hưởng của tháo khô trong hố đào: (a) Tháo khô trong hố đào, trên tầng không thấm; (b) tháo khô bên ngoài hố đào, bên trên tầng không thấm; (c) tháo khô trong tầng nước có áp bên dưới đới đào; (d) tháo khô trong tầng nước có áp trong đới đào; và (e) tháo khô trong tầng nước có áp bên dưới chân tường chắn.6: Phân tích hiện tượng bục hố móng .7: Ứng suất tổng, ứng suất có hiệu, và sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng trong đất cát .8: Lưới thấm dưới chân tường chắn .1: Các điều kiện ứng dụng các phương pháp tháo khô khác nhau .2: Tháo khô bằng phương pháp đào hào, rãnh thoát nước .3: Tháo khô bằng phương pháp giếng sâu .4: Sơ đồ thiết kế một giếng bơm hút hoàn chỉnh .5: Tháo khô bằng phương pháp giếng điểm .6: Phương pháp theis .7: Phương pháp Neuman .8: Đồ thị hàm giếng theo thời gian .9: Sơ đồ thí nghiệm Moench .10: Hình minh họa cho sự tổn thất của giếng thí nghiệm. Sự không đồng nhất của các lớp đất đá.
Rãnh thoát nước không hoàn chỉnh trong tầng không áp có 1 đường nguồn. Rãnh thoát nước không hoàn chỉnh trong tầng nước có áp, với 1 nguồn cấp. Rãnh thoát nước không hoàn chỉnh trong tầng chứa nước không áp, 2 nguồn cấp. Rãnh thoát nước không hoàn chỉnh giữa 2 nguồn cấp trong điều kiện nước có áp.
Biểu đồ quan hệ giữa tỉ số W/D và hệ số λ. Hai rãnh thoát nước song song không hoàn chỉnh trong điều kiện nước không áp. Hai rãnh thoát nước song song, không hoàn chỉnh trong điều kiện nước có áp. Giếng đơn hoàn chỉnh tròng tầng: a) chứa nước không áp; b) trong tầng chứa nước có áp.
Nhóm giếng hình tròn. Dòng chảy qua một tầng đất đồng nhất. Hiệu suất của công tác bơm hút. Bán kính ảnh hưởng của một giếng lớn.
Các giếng bố trí trong một hố đào. Sơ đồ hệ thống giếng điểm đặc trưng. Giếng điểm lắp đặt bằng phương pháp tự bơm phụt. Lưu đồ thiết kế và vận hành hệ thống tháo khô .1 Sơ đồ bố trí các hạng mục quan trắc trong một hố đào .2 Lưu đồ kiểm soát hệ thống quan trắc.
Vị trí công trình. Mặt bằng công trình và vị trí các giếng khoan ĐCTV. Sơ đồ bố trí kết cấu giếng khoan thí nghiệm ĐCTV. Biểu đồ bơm hút giếng trung tâm, tính theo Cooper&Jacob 1.
Tính toán các thông số theo Cooper&Jacob I-Giếng QS 1. Tính toán các thông số ĐCTV theo Cooper&Jacob I-Giếng QS2. Biểu đồ bơm hút giếng trung tâm, tính theo Hantush-Giếng QS 1. Tính toán các thông số theo Hantush-Giếng QS 2.
Tính toán các thông số ĐCTV theo phương pháp Theis&Jacob-đo phục hồi, giếng TT. Tính toán các thông số ĐCTV theo phương pháp Theis&Jacob-đo phục hồi, giếng QS1. Tính toán các thông số ĐCTV theo phương pháp Theis&Jacob-đo phục hồi, giếng QS1. Sơ đồ mặt bằng và độ sâu khai đào tầng hầm công trình.
Kết cấu giếng bơm hút. Sơ đồ bố trí các giếng bơm hút. Mặt bằng bố trí các hạng mục quan trắc. Sơ đồ phễu hạ thấp mực nước với Q = 11627.
Mặt cắt phễu hạ thấp mực nước, Q = 11627. Phễu hạ thấp mực nước tính theo phần mềm GMS 7. 121 -xiii- DANH SÁCH BẢNG BIỂU Danh sách Trang Bảng 3.1 Hệ số thấm của một số loại cát điển hình. Các giá trị kiểm soát cho hệ thống quan trắc của công trình nhà cao tầng có tầng hầm.
Tần số quan trắc của hệ thống quan trắc trong thi công tầng hầm nhà cao tầng .1: Bảng tổng hợp các thông số ĐCTV tính theo các phương pháp: .2: Bảng so sánh kết quả chạy mô hình và số liệu thiết kế. Tính cấp thiết của đề tài Quá trình khảo sát các công trình đang khai đào hố móng và thi công tầng hầm ở Việt Nam cho thấy các hiện tượng bục đáy hố móng, cát chảy, lún mặt đất thường xuyên xảy ra, và hầu hết trực tiếp hoặc gián tiếp đều liên quan đến việc kiểm soát nước dưới đất. Hậu quả của các sự cố này ảnh hưởng đến công trình đang thi công và các công trình lân cận, gây ra các thiệt hại lớn về người và tài sản. Các hiện tượng đó có thể phát triển mạnh khi các nhà thầu chưa hiểu hết điều kiện địa chất công trình và điều kiện nước dưới đất trong khu vực thi công, hoặc thiếu kinh nghiệm trong thiết kế và vận hành hệ thống tháo khô công trình ngầm.
Vì vậy, để công tác thi công được thành công cần phải có một quy trình hướng dẫn chi tiết các bước thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống tháo khô. Tình hình nghiên cứu 2.Tình hình nghiên cứu trong nƣớc Tình hình nghiên cứu trong nước có một số công trình tiêu biểu sau đây: 1) Những rủi ro trong xây dựng công trình ngầm và yêu cầu quan trắc - quản lý của Nguyễn Bá Kế, đã nêu lên các rủi ro và sự chủ quan trong công tác quản lý thi công, đưa ra một số hạng mục quan trắc trong quá trình thi công công trình ngầm, đưa ra bài học kinh nghiệm.
