(Tham khảo)

Phương pháp bơm hút nước thí nghiệm xác định hệ số thấm của đất nền

B.1. Sơ đồ bố trí lỗ khoan để hút nước thí nghiệm

B.1.1. Hút nước từ một lỗ khoan

Xung quanh lỗ khoan cần bố trí các ống quan trắc mực nước ngầm. Khi bơm hút nước thí nghiệm có thể bơm một cấp lưu lượng hoặc nhiều cấp lưu lượng với nhiều lần bơm khác nhau. Các số liệu thu được là lưu lượng bơm, mức độ hạ thấp mực nước ngầm trong lỗ khoan cũng như trong các ống quan trắc và thời gian bơm nước để từ đó tính toán xác định các thông số cần tìm. Sơ đồ thí nghiệm này được áp dụng cho trường hợp diện tích hố móng nhỏ và độ sâu hạ mực nước ngầm không lớn.

B.1.2. Hút nước từ một chùm lỗ khoan

Các lỗ khoan được bố trí theo sơ đồ sau: một lỗ khoan hoặc vài lỗ khoan hút nước được đặt ở trung tâm, còn các lỗ quan trắc được bố trí ở xung quanh. Sơ đồ này có ưu điểm sau:

a) Độ chính xác cao hơn sơ đồ hút nước từ một lỗ khoan, thể hiện đầy đủ các đặc trưng thủy văn của toàn bộ nền móng công trình và các vùng phụ cận;

b) Xác định được các điều kiện biên của nước ngầm trên bình đồ và trên các mặt cắt ngang, sự liên hệ giữa nước mặt và nước ngầm, liên hệ giữa các tầng chứa nước và bán kính ảnh hưởng khi hút nước.

...

...

...

B.1.3.1. Các lỗ khoan hút nước được bố trí trong vùng ảnh hưởng của nhau. Có thể hút nước đồng thời tất cả các lỗ khoan hoặc có thể hút nước từng nhóm vào từng thời điểm khác nhau. Hút nước theo nhóm có những ưu điểm sau:

a) Xác định được khả năng hạ mực nước ngầm sát với thực tế và cho kết quả chính xác hơn;

b) Khắc phục được nhược điểm khi hút nước trong một lỗ khoan do không thể đảm bảo được mức độ hạ mực nước ngầm đủ lớn (thường khoảng 3 m);

c) Áp dụng cho trường hợp diện tích hố móng lớn và nền móng công trình có đặc điểm địa chất thủy văn biến đổi phức tạp.

B.1.3.2. Số lượng lỗ hút nước thí nghiệm nên chọn từ 1 lỗ đến 4 lỗ và số lỗ quan trắc từ 3 lỗ đến 10 lỗ tùy theo mức độ đồng nhất của nền công trình.

B.1.3.3. Chọn khoảng cách từ lỗ khoan hút nước đến các lỗ quan trắc sao cho trị số hạ thấp mực nước ngầm ở lỗ quan trắc thứ nhất không nhỏ hơn 20 % và ở lỗ quan trắc thứ hai không nhỏ hơn 10 % so với lỗ khoan hút nước ở trung tâm. Có thể tham khảo bảng B.1 để bố trí khoảng cách từ các lỗ quan trắc đến lỗ khoan hút nước ở trung tâm.

Bảng B.1 - Khoảng cách từ lỗ khoan hút nước ở trung tâm đến lỗ quan trắc

Loại đất nền

Tính chất của nước ngầm

...

...

...

m

Đến lỗ quan trắc thứ 1

Đến lỗ quan trắc thứ 2

1. Cát hạt mịn và vừa

Có áp

Không áp

80

10

150

...

...

...

2. Cát hạt thô

Có áp

Không áp

200

15

450

30

3. Cuội sỏi

Có áp

...

...

...

200

25

450

40

4. Đá nứt nẻ

Có áp

Không áp

80

30

...

...

...

50

B.1.3.4. Các lỗ khoan hút nước được bố trí nằm trên một tia đi qua lỗ hút nước ở trung tâm. Đường kính lỗ khoan hút nước phải đảm bảo đặt được máy bơm chìm và đường ống dẫn nước khi cần thiết phải sử dụng loại máy này.

B.1.3.5. Thời gian hút nước thí nghiệm phụ thuộc vào mực nước ngầm cần hạ thấp, đặc điểm địa chất thủy văn của đất nền, đảm bảo trạng thái của nước ngầm chảy đến lỗ khoan hút nước là gần đạt đến trạng thái ổn định trong phạm vi bố trí các lỗ khoan thí nghiệm và phải đáp ứng yêu cầu sau đây (có thể tham khảo bảng B.2 để xác định thời gian hút nước thí nghiệm):

a) Trị số hạ thấp mực nước ngầm tại lỗ khoan hút nước không nhỏ hơn 3 m để có thể hình thành rõ ràng phễu hạ thấp mực nước ngầm;

b) Hiệu số hạ thấp mực nước ngầm giữa lỗ quan trắc được bố trí ở lân cận và lỗ ở xa phải lớn hơn 30 cm nhằm đảm bảo độ chính xác cho phép.

B.2. Tính toán các thông số về thấm của đất nền

B.2.1. Căn cứ vào kết quả quan trắc hút nước thí nghiệm, cho phép sử dụng các công thức có sẵn trong các tài liệu kỹ thuật chuyên ngành về thiết kế nền móng để tính toán.

B.2.2. Khi nền móng bao gồm nhiều lớp đất (có n lớp) mà mỗi lớp đất đều có tính đồng nhất và đẳng hướng nhưng lại có chiều dầy, tính chất cơ lý và hệ số thấm khác nhau thì hệ số thấm tương đương của toàn bộ nền, đơn vị là m/s, được tính toán theo các công thức sau:

a) Hệ số thấm tương đương của toàn bộ nền theo phương thẳng đứng, ký hiệu là K_z:

...

...

...

b) Hệ số thấm tương đương của toàn bộ nền theo phương ngang, ký hiệu K_X:

                                                                                          (B.2)

trong đó:

d là chiều dày của toàn bộ nền, m;

d_i (i từ 1 đến n) là chiều dày của lớp đất thứ i, m;

K_i ( i từ 1 đến n) là hệ số thấm của lớp đất thứ i, m/s.

Bảng B.2 - Thời gian hút nước thí nghiệm

Loại đất nền

Hệ số thấm k m/d

...

...

...

Thời gian hút nước

d

Hút nước từ 1 lỗ khoan

Hút nước từ chùm lỗ khoan

1. Đá nứt nẻ và caster hóa, cuội sỏi không lẫn cát, cát vừa và đồng nhất

> 30

Có áp

Không áp

Từ 2 đến 3

...

...

...

Từ 3 đến 5

Từ 4 đến 6

2. Cuội sỏi có lẫn cát và sét

Từ 10 đến 30

Có áp

Không áp

Từ 3 đến 4

Từ 4 đến 6

Từ 4 đến 6

...

...

...

3. Cát thô và vừa không đồng nhất

Từ 5 đến 10

Có áp

Không áp

Từ 3 đến 5

Từ 5 đến 7

Từ 5 đến 7

Từ 7 đến 10

4. Cát chặt

...

...

...

< 0,5

Áp lực cao

Áp lực cao

Từ 3 đến 5

Từ 5 đến 7

Từ 5 đến 7

Từ 7 đến 10

(Tham khảo)

C.1. Khi áp dụng phương pháp hạ mực nước ngầm theo phương nằm ngang

...

...

...

Hào hoặc rãnh để đặt các ống thu nước ngầm được thiết kế như các kênh thoát nước bình thường.

C.1.2. Xác định chiều rộng đáy của rãnh, hào

Chiều rộng của rãnh, hào ký hiệu B_h (không kể kết cấu gia cố thành bên) nên chọn như sau:

a) Khi đường kính ống lọc D < 0,5 m: B_h = D + 0,9 m.

b) Khi đường kính ống lọc D ≥ 0,5 m: B_h = D + 1,2 m.

C.1.3. Chọn độ dốc thành bên của rãnh, hào

Độ dốc thành bên của hào (rãnh) được thể hiện qua hệ số mái dốc M = cotg a, với a là góc giữa mái dốc thành bên của hào với mặt phẳng nằm ngang. Khi hào hoặc rãnh sâu không quá 5 m và thành bên không cần gia cố thì hệ số mái dốc thành bên có thể chọn theo bảng C.1. Trong trường hợp đất nền bị bão hòa nước hoặc khi hào sâu hơn 5 m thì phải thông qua tính toán ổn định để xác định hệ số mái dốc của thành hào cho phù hợp, kể cả phải dùng thêm biện pháp gia cố như cừ và giằng chống.

Bảng C.1 - Hệ số mái dốc thành bên của hào, rãnh

Loại đất

...

...

...

m

1,5

Từ 1,5 đến 3,0

Từ 3,0 đến 5,0

1. Đất đắp

1,00

1,25

1,50

2. Cát sỏi ẩm (không bão hòa nước)

...

...

...

1,75

2,00

3. Đất á cát

1,25

1,50

1,75

4. Đất á sét

1,00

1,25

...

...

...

C.1.4. Chọn kích thước ống lọc

Căn cứ vào lưu lượng nước cần dẫn qua ống lọc (đã được xác định thông qua tính toán thủy lực nước ngầm chảy vào hố móng) để tính toán xác định đường kính ống lọc. Cho phép tham khảo các bảng tính thủy lực đường ống dẫn nước trong các tài liệu kỹ thuật hiện hành để xác định kích thước ống lọc. Khi tính toán cần xác định độ dốc đặt đường ống lọc và căn cứ vào bình đồ bố trí hệ thống rãnh, hào đã chọn để đặt ống lọc theo độ dốc này. Có thể tham khảo bảng C.2 để xác định độ dốc đặt ống lọc.

Bảng C.2 - Độ dốc đặt ống lọc

Đường kính ống lọc

mm

Độ dốc tối thiểu của ống lọc tương ứng với loại đất nền

Sét

Cát

< 200

...

...

...

0,0030

Từ 200 đến 300

0,0015

0,0015

> 300

0,0005

0,0005

C.1.5. Cấu tạo của ống lọc

Vật liệu làm ống lọc có thể là bê tông, bê tông cốt thép, thép, chất dẻo hoặc các loại vật liệu khác có tính năng tương tự. Trên thành ống bố trí các lỗ thu nước có dạng hình tròn hoặc khe rãnh. Kích thước lỗ thu nước của ống lọc tham khảo bảng C.3. Có thể làm khung có dạng ống rồi quấn xung quanh bằng dây đồng hoặc inox để tạo thành ống lọc. Cách bố trí các lỗ thu nước trên thành ống lọc như sau:

...

...

...

b) Lỗ hình chữ nhật bố trí thành hàng so le nhau.

Bảng C.3 - Kích thước lỗ thu nước của ống lọc

Hình dạng lỗ

Kích thước lỗ thu nước tính theo bội số d₅₀ của đất nền

Cát đồng nhất

Cát không đồng nhất

Lỗ tròn

Từ 2,5 đến 3,0

Từ 3,0 đến 4,0

...

...

...

Từ 1,25 đến 1,5

Từ 1,5 đến 2,0

Mắt lưới

Từ 1,5 đến 2,0

Từ 2,0 đến 2,5

CHÚ THÍCH:

1) d₅₀ là đường kính hạt đất mà tổng khối lượng của những hạt có đường kính nhỏ hơn nó chỉ chiếm 50 % khối lượng đất;

2) Trị số nhỏ cho trong bảng được chọn khi đất có cỡ hạt nhỏ, còn trị số lớn dùng khi đất có cỡ hạt lớn;

3) Chiều rộng khe, rãnh có dạng chữ nhật là con số ghi trong bảng, còn chiều dài lấy từ 4 đến 6 lần chiều rộng.

...

...

...

Hình C.1 giới thiệu sơ đồ cấu tạo lớp vật liệu ốp mặt ngoài của ống lọc. Lớp vật liệu này có tác dụng làm tăng khả năng hút nước ngầm của ống lọc đồng thời hạn chế ống bị tắc, nhất là khi đất nền là cát mịn lẫn phù sa. Khi đắp lớp lọc thành hai lớp thì lớp ngoài dùng cát tự nhiên còn lớp trong dùng dăm sỏi có chất lượng tốt, không bị phong hóa. Chiều dày tối thiểu của mỗi lớp vật liệu từ 15 cm đến 20 cm. Khi lớp lọc chỉ đắp một lớp thì dùng dăm sỏi nhỏ. Thành phần hạt của các lớp lọc này phải thỏa mãn điều kiện sau:

                                                                                                                 (C.1)

trong đó:

D₅₀ là đường kính hạt của lớp bên trong mà tổng khối lượng của những hạt có đường kính nhỏ hơn cỡ này chỉ chiếm 50 % khối lượng đất;

d₅₀ là đường kính hạt của lớp bên ngoài mà tổng khối lượng của những hạt có đường kính nhỏ hơn cỡ này chỉ chiếm 50 % khối lượng đất.

a) Đào hào mái thẳng đứng có chống đỡ

b) Đào hào với mái dốc, không chống đỡ

...

...

...

1 Ống lọc;

2 Lớp đá dăm đầm chặt vào đất nền;

3 Dăm sỏi;

4 Cát thô;

5 Đất đắp tại chỗ.

Hình C.1 - Cấu tạo của lớp vật liệu ốp mặt ngoài ống lọc

C.2. Khi áp dụng phương pháp tháo nước thẳng đứng bằng hệ thống giếng

C.2.1. Thiết kế ống lọc của giếng thường

C.2.1.1. Thiết kế ống lọc của giếng thường được thực hiện sau khi đã có phương án bố trí các giếng trên mặt bằng hoặc trên các mặt cắt ngang của hố móng trên cơ sở xem xét đặc điểm địa chất của nền và tính toán thủy lực nước ngầm.

...

...

...

a) Căn cứ vào thành phần cấp phối hạt của đất nền để tính hệ số không đều theo công thức:

                                                                                                                                                                                                                                            (C.2)

trong đó:

C_U là hệ số không đều;

d₄₀ và d₉₀ là đường kính hạt mà tổng khối lượng của các hạt có đường kính lớn hơn chỉ chiếm 40 % và 90 % của tổng khối lượng đất;

b) Nếu kết quả tính toán cho hệ số không đều C_u < 3 thì đất coi như là hạt đều và đường kính lỗ thu nước d_tn lấy bằng d₄₀ còn khi C_u>6 thì đất nền coi như có hạt không đều và d_tn lấy bằng d₃₀. Trong trường hợp này một số hạt cỡ nhỏ trong đất nền sẽ chui qua lỗ thu nước và xung quanh ống lọc sẽ hình thành một lớp lọc mới có hệ số thấm lớn hơn hệ số thấm của đất nền.

c) Thành phần hạt của cát thô và cát mịn có thể tham khảo bảng C.4:

Bảng C.4 - Thành phần hạt của cát thô và cát mịn

Loại cát

...

...

...

mm

d₃₀

d₄₀

d₅₀

d₇₀

d₉₀

Cát thô

0,750

0,625

...

...

...

0,300

0,200

Cát mịn

0,250

0,200

0,175

0,125

0,075

C.2.1.3. Đường kính của ống lọc thông thường bằng đường kính giếng. Để có thể lắp đặt máy bơm chìm trong giếng được dễ dàng, cần căn cứ vào lưu lượng cần bơm từ giếng để chọn đường kính ống lọc cho phù hợp. Có thể tham khảo bảng C.5 để xác định đường kính của ống lọc:

...

...

...

Lưu lượng cần bơm, l/s

< 6,3

13

25

38

57

82

110

190

...

...

...

152

203

254

305

356

406

508

610

C.2.1.4. Căn cứ vào đường kính của ống lọc, vận tốc nước ngầm đi qua lỗ có trên thành ống lọc (tham khảo bảng C.6) và lưu lượng cần bơm từ giếng sẽ tính được chiều dài ống lọc theo công thức sau:

...

...

...

trong đó :

L là chiều dài ống lọc, m;

Q_g là lưu lượng cần bơm từ giếng, m³/s ;

D_g là đường kính ống lọc, m;

V_lo là vận tốc nước ngầm đi qua lỗ có trên thành ống lọc, m/s;

α là tỷ số giữa tổng diện tích của các lỗ có trên 1 m dài ống lọc và tổng diện tích thành bên của đoạn ống lọc này.

Bảng C.6 - Vận tốc lớn nhất của nước ngầm khi chui qua lỗ của ống lọc

Hệ số thấm của đất nền, m/d

> 250

...

...

...

40

20

Vận tốc lớn nhất của nước ngầm khi chui qua lỗ của ống lọc, m/min

3,6

2,4

1,2

0,9

C.2.1.4. Khi nền là cát mịn, có nước ngầm và có d₄₀ nhỏ hơn 0,25 mm thì xung quanh bên ngoài ống lọc cần phải có lớp lọc phụ bằng sỏi nhỏ nằm giữa thành ống lọc và đất nền để tăng khả năng hút nước của ống lọc và ngăn không cho hạt mịn đi vào làm tắc ống lọc. Chiều dày tối thiểu của lớp sỏi này là 15 cm. Cao độ của nó phải cao hơn đỉnh ống lọc 3 m. Thành phần hạt của lớp sỏi này phải thỏa mãn các điều kiện sau đây:

a) d₇₀ của sỏi xấp xỉ bằng 4 lần d₇₀ của đất nền khi đất nền có thành phần hạt là đều và bằng 6 lần d₇₀ khi thành phần hạt của đất nền là không đều;

...

...

...

c) d₉₀ của sỏi bằng đường kính lỗ ở trên thành ống lọc.

Thành phần hạt của lớp sỏi có hệ số không đều C_u = 2,5 dùng làm lớp lọc phụ ở bên ngoài ống lọc của giếng có thể tham khảo bảng C.7.

Bảng C.7 - Thành phần hạt của sỏi dùng làm lớp lọc phụ

Đơn vị là milimet

d₃₀

d₄₀

d₅₀

d₇₀

d₉₀

...

...

...

0,750

0,675

0,500

0,300

C.2.2. Thiết kế ống lọc và lớp lọc phụ khi dùng giếng kim

C.2.2.1. Hệ thống giếng kim là thiết bị chuyên dụng được chế tạo sẵn. Ống lọc của giếng kim được chế tạo bởi một khung hình ống và xung quanh có quấn một vài lớp dây đồng để tạo thành lưới lọc. Khi bơm nước, lưới lọc này chỉ cho nước ngầm chui qua và giữ lại các hạt đất. Giếng kim hút nước được là nhờ trong giếng có chân không do máy bơm chân không của hệ thống giếng kim tạo ra.

C.2.2.2. Giếng kim được dùng để hạ mực nước ngầm trong điều kiện đất nền là cát vừa và nhỏ. Khi nền là cát mịn, bồi tích phù sa, nhất là khi có tầng kẹp sét nằm xen kẽ giữa các lớp cát thì khả năng hút nước của giếng kim sẽ giảm xuống rất nhiều hoặc bị tắc, dẫn tới không thể hạ mực nước ngầm đến độ sâu mong muốn. Trong trường hợp này cần có thêm lớp lọc phụ bằng cát sỏi bao quanh ống lọc và chiều sâu của lớp lọc phụ này bằng khoảng 2/3 chiều sâu của giếng kim. Thiết kế lớp lọc phụ này tương tự như đối với giếng thường đã nêu ở C.2.1.4. Để khắc phục có hiệu quả các ảnh hưởng xấu của nền cát mịn lẫn phù sa có các tầng kẹp sét, khi thi công cần áp dụng thêm các giải pháp khác như đã nêu tại 5.2.5 và 6.4.2 của tiêu chuẩn này.

(Tham khảo)

D.1. Phương trình toán học

...

...

...

                  (D.1)

trong đó:

K_xx , K_yy, K_zz là hệ số thấm theo các hướng x, y và z (z là hướng thẳng đứng);

h là mực nước ngầm tại vị trí (x, y, z) ở thời điểm t;

W là môdul dòng thấm hay giá trị bổ sung hoặc giá trị thoát đi của nước ngầm tại vị trí (x, y, z) ở thời điểm t;

S_s là hệ số thải nước đơn vị, 1/m.

D.2. Phương pháp giải

D.2.1. Phương trình D.1 mô tả dòng nước ngầm trong điều kiện không cân bằng cho môi trường không đồng nhất và dị hướng. Để giải phương trình này bắt buộc phải tìm hàm số h(x,y,z,t) thỏa mãn D.1 và thỏa mãn các điều kiện biên. Sự biến động của giá trị h theo thời gian sẽ xác định bản chất của dòng chảy, từ đó có thể tính được trữ lượng của tầng chứa nước cũng như tính toán các hướng của dòng chảy.

Phương trình D.1 được giải bằng phương pháp gần đúng (phương pháp sai phân hữu hạn). Phương pháp này phân chia không gian liên tục thành thành các ô không gian để đưa hệ phương trình đạo hàm riêng D.1 về một hệ phương trình tuyến tính. Số lượng phương trình trong hệ bằng số các ô lưới chia x, y, z, t. Nếu chia ô càng nhỏ thì kết quả thu được từ lời giải sai phân càng gần với lời giải đúng của phương trình D.1.

...

...

...

CR_i,j-1/2,k() + CR_i,j+1/2,k() + CC_i-1/2,j,k() + CC_i+1/2,j,k() +

CV_i,j,k-1/2() + CV_i,j,k+1/2() + P_i,j,k + Q_i,j,k

= Ss_i,j,k(Dr_jDc_iDv_k)( )/(t_m - t_m-1)                                                               (D.2)

trong đó:

CR, CC, CV là độ dẫn mức của lớp chứa nước tại ô (i, j, k);

P là lưu lượng trao đổi đơn vị của hệ thống;

Q là tổng lượng nước trao đổi của hệ thống với bên ngoài;

Dr_j,... Dc_i ,Dv_k là khoảng sai phân theo phương x, y, z;

S_s là hệ số thải nước và t_m, t_m-1 là hai bước thời gian kế cận nhau.

...

...

...

Biên của tầng chứa nước

Ô trong miền tính mô hình

Ô ngoài miền tính mô hình

D r_j

Chiều x của cột thứ j

...

...

...

Chiều y của hàng thứ i

D v_k

Chiều z của tầng chứa nước thứ k

Hình D.1 - Sơ đồ hóa hệ thống địa chất thủy văn khu vực nghiên cứu

Hình D.2 - Sơ đồ giải hệ phương trình vi phân

D.3. Điều kiện biên của bài toán

D.3.1. Có 3 loại điều kiện biên chính sau đây để giải bài toán hạ mực nước ngầm:

a) Áp lực được xác định trước, chiều cao mực nước ngầm h không đổi (còn gọi là điều kiện biên Dirichlet);

...

...

...

c) Lưu lượng trên biên phụ thuộc vào sự thay đổi của áp lực, Q= f(DH) (còn gọi là điều kiện biên Cauchy hoặc biên hỗn hợp).

D.3.2. Trong tự nhiên những biên này được mô phỏng là sông, biển, kênh thoát, mạch lộ, tường chắn, đá gốc, bốc thoát hơi, thấm xuyên, lỗ khoan hút nước hoặc ép nước...

D.4. Ứng dụng phần mềm Visual Modflow phiên bản 4.2.0.151 sản xuất năm 2006 chạy trong môi trường Windows XP để tính toán hệ thống giếng hút nước

D.4.1. Các bước sử dụng phần mềm như sau:

a) Bước 1: Khởi động phần mềm: Start\Programs\Visual MODFLOW\Visual MODFLOW 4.2:

Hình D.3 - Giao diện khởi động phần mềm Visual MODFLOW 4.2

b) Bước 2: Thiết lập hệ đơn vị tính toán, xem hình D.4:

...

...

...

c) Bước 3: Thiết lập các thông số của môi trường thấm và định hướng giải bài toán, xem hình D.5:

Hình D.5 - Giao diện thiết lập các thông số môi trường thấm

d) Bước 4: Tạo giếng quan trắc và giếng hút nước, xem hình D.6:

Hình D.6 - Giao diện tạo giếng và các thông số hút nước của giếng

e) Bước 5: Nhập mực nước ngầm và điều kiện biên về nguồn nước như sông, hồ v v... xem hình D.7:

Hình D.7 - Nhập tài liệu mực nước ngầm và điều kiện biên

...

...

...

Hình D.8 - Chạy chương trình tính

g) Bước 7: Xem kết quả tính toán thể hiện ở các hình từ D.9 đến D.11:

Hình D.9 - Mô tả kết quả tính toán bằng hình ảnh

Hình D.10 - Hình ảnh về kết quả tính toán

Hình D.11 - Đường quan hệ cột nước trong các giếng quan trắc theo thời gian hút nước

...

...

...

(Tham khảo)

Vận tốc giới hạn có thể tính theo công thức:

V_gh = P₁ W_cs                                                                                                                  (E.1)

trong đó:

V_gh là vận tốc giới hạn của nước đi lên từ đáy giếng, m/s. Khi thi công khống chế vận tốc đi lên của nước không được vượt quá trị số này để khi đổ cát sỏi làm tầng lọc phụ vào xung quanh giếng thì cát sỏi có thể chìm xuống đáy giếng và hình thành lớp lọc phụ bao quanh ống lọc của giếng;

P₁ là hệ số, có thể lấy từ 0,2 đến 0,3;

W_CS là độ thô thủy lực của cát sỏi làm lớp lọc phụ, m/s. Có thể xác định W_CS bằng cách tra bảng E.1 hoặc tính theo công thức sau:

                                                                                                   (E.2)

g₁ là khối lượng riêng của cát sỏi, kg/m³;

...

...

...

g là gia tốc trọng trường, m/s²;

d₅₀ là đường kính cỡ hạt của cát sỏi mà tổng khối lượng của tất cả những hạt lớn hơn nó chỉ chiếm 50 % tổng khối lượng cát sỏi, m.

Bảng E.1 - Quan hệ giữa đường kính hạt và độ thô thủy lực

Đường kính hạt, mm

0,10

0,12

0,15

0,20

0,30

...

...

...

1,00

5,00

10

Độ thô thủy lực, mm/s

5,12

7,27

11,20

17,20

29,10

...

...

...

138

308

435

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

3. Thuật ngữ và định nghĩa

...

...

...

4.1. Yêu cầu chung

4.2. Khảo sát địa hình

4.3. Khảo sát địa chất công trình và địa chất thủy văn

5. Thiết kế hạ mực nước ngầm

5.1. Yêu cầu chung

5.2. Nội dung của đồ án thiết kế hạ nước ngầm

5.3. Các điều kiện biên dùng để tính toán, thiết kế

5.4. Các phương pháp hạ mực nước ngầm

5.5. Tính toán thiết kế hạ mực nước ngầm

...

...

...

6. Thi công hạ mực nước ngầm

6.1. Đào hào, rãnh để đặt ống thu nước hoặc thoát nước

6.2. Hạ giếng thường

6.3. Hạ giếng kim

6.4. Làm lớp lọc bằng cát sỏi bao quanh ống lọc của giếng

6.5. Một số yêu cầu quan trọng khác khi thi công giếng

6.6. Lắp đặt máy móc, thiết bị

7. Nghiệm thu hệ thống hạ mực nước ngầm

7.1. Vận hành thử

...

...

...

8. Vận hành hệ thống hạ mực nước ngầm

9. Dừng hoạt động và tháo dỡ hệ thống hạ mực nước ngầm

10. An toàn khi thi công hạ mực nước ngầm

Phụ lục A (Tham khảo): Đặc tính cơ bản của một số loại cát sỏi trong hố móng

Phụ lục B (Tham khảo): Phương pháp bơm hút nước thí nghiệm xác định hệ số thấm của đất nền

Phụ lục C (Tham khảo): Thiết kế ống lọc của hệ thống hạ mực nước ngầm

Phụ lục D (Tham khảo): Tính toán hạ mực nước ngầm bằng phần mềm 3D

Phụ lục E (Tham khảo): Xác định vận tốc giới hạn V_gh để có thể thi công lớp lọc phụ xung quanh ống lọc của giếng bơm nước hạ mực nước ngầm

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9903:2014 về Công trình thủy lợi - Yêu cầu thiết kế, thi công và nghiệm thu hạ mực nước ngầm