CHƯƠNG 5: NƯỚC DƯỚI ĐẤT Nước đất nước tự chứa lỗ rỗng khe nứt đất đá Khi chuyển động lỗ rỗng, nước đất gây trở ngại cho việc thi công điều kiện làm việc cơng trình: gây ngập hố móng, xói ngầm, cáy chảy, 5.1 CÁC TÍNH CHẤT CHỨA NƯỚC CỦA ĐẤT ĐÁ Độ chứa nước đất đá độ ẩm (W) Hệ tầng đất đá bở rời nứt nẻ chứa đầy nước trọng lực gọi tầng chứa nước lớp chứa nước Hệ tầng đất đá thấm nước yếu không thấm gọi tầng cách nước Ngoài lớp đá cứng, lớp sét cứng, nửa cứng xem tầng không thấm nước Chỉ tiêu đặc trưng cho khả thoát nước đất đá độ thoát nước :  = Vwr / V Đối với đất sét   0; đất cát, cuội sỏi   n (độ rỗng) 5.2 CHẤT LƯỢNG VÀ TRỮ LƯỢNG CỦA NƯỚC DƯỚI ĐẤT 5.2.1.Chất lượng nước đất 5.2.1.1.Tính chất vật lý 5.2.1.2.Tính chất hóa học Các ngun tố ion đóng vai trị chủ yếu: Cl-, HCO3-, SO42-, CO32-, Ca2+, Mg2+, Na+, K+,… *Khí nước đất * Phản ứng hoạt tính nước (pH) Nước đất bị phân ly: H2O  H+ + OHTrị số pH: pH = - lg[H+] Nước có phản ứng trung hòa: [H+] = [OH-] = 10-7 pH = -lg10-7 = pH < : tính axit pH > : tính kiềm * Độ cứng: tính chất nước có chứa hợp chất hịa tan Ca2+ Mg2+ - Độ cứng cacbonat tính cho HCO3Độ cứng biểu diễn meq độ Đức (1meq=2,8 độ Đức) Độ khống hóa: Tổng số ion, phân tử hợp chất khác chứa nước hợp thành lượng khoáng hoá nước Nước đất có tính chất ăn mịn bê tơng Khả hòa tan nước CaCO3 xác định trước hết cacbonic ăn mịn có nước Khi có cacbonic tự do, ion CO32- khơng thể có với lượng đáng kể phản ứng với cacbonic tạo thành HCO3CaCO3 + H2O + CO2  Ca2+ + 2HCO3Cacbonic dạng ion CO32- gọi cacbonic liên kết, dạng HCO3- - cacbonic bán liên kết Một phần CO2 tự chứa nước tham gia hòa tan CaCO3; phần gọi CO2 cân lại dung dịch trì bicacbonat canxi dung dịch Lượng cacbonic cân xác định theo phương  CO2 lien ket  trình: CO  cân bang 5.2.2.Trữ lượng nước đất 34 5.3 CÁC HÌNH THỨC HỆ THỐNG HĨA KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NƯỚC - Ion dạng biểu diễn kết phân tích nước Các ion tác dụng tương hỗ với theo tỷ số đương lượng định kết phân tích biểu diễn dạng đương lượng Xác định số mg đương lượng cách lấy nguyên tử lượng chia cho hoá trị Hàm lượng ion nước thường biểu diễn dạng mg/l Xác định số meq/l cách lấy số mg/l chia cho số mg đương lượng công thức Courlov: A K M T pH C Tên nước gọi theo tên anion cation có hàm lượng 25% xếp giảm dần Ion mg/l Cation Na+ Ca2+ Mg2+ 46 90 84 Anion ClSO42HCO3- 70 216 427 mgeq/l % đương lượng Ion mg/l mgeq/l % đương lượng Cation Na+ Ca2+ Mg2+ 46 90 84 4,5 13,5 14,81 33,33 51,86 100 Anion ClSO42HCO3- 70 216 427 4,5 14,81 33,33 51,86 13,5 100 HCO3 (51,9) SO42 (33,3)Cl  (14,8) CO2 (0,038) M (0,933 g ) T  25 pH (6,8) 2 2  Mg (51,9)Ca (33,3) Na (14,8) 5.4 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC ĐỐI VỚI XÂY DỰNG 5.4.1 Đánh giá chất lượng nước dùng sinh hoạt 5.4.2 Đánh giá chất lượng nước dùng xây dựng Số TT Dấu hiệu ăn mịn nước mơi trường Cơng trình khơng chịu cột nước ép Môi trường bao quanh Nơi chứa nước lộ Đất thấm nước yếu thiên đất thấm (K 1000 a b a b a b a b a b a b 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 5.5.1 Nguồn gốc sinh thành nước đất, cột nước thủy lực hướng chảy dòng ngầm Phổ biến dễ thấy nước nguồn gốc thấm từ nước mặt Tầng chứa nước có mái tường hai tầng cách nước tồn vận động nước ống áp lực, gọi tầng nước áp lực Ngược lại, tầng chứa nước có mái mặt thống tự gọi tầng nước khơng áp a c b h H z z Mặ t chuẩ n Phương trình Bernulli thể tổng lượng cho đơn vị khối lượng điểm dòng nước đất: v2 P Etm   gz  w Nếu dịng xem khơng có ma sát khơng chịu nén theo phương vận động tổng thành phần số, hay: v2 P  gz  const 2 w v P Hoặc: 2g z g w const Có thể bỏ qua thành phần v2/2g, tổng cột nước thủy lực h là: P h z  g w Từ đó: h = z + hp Tổng cột nước thủy lực tổng cột nước cao trình cột nước áp suất Tổng cột nước h, cột nước cao trình z cột nước áp suất hp hp h z Trong tính tốn toán thấm, để thuận tiện, người ta hay so sánh với mặt chuẩn thường lấy đáy cách nước xem giá trị z = Phương pháp đơn giản để định hướng dòng ngầm 40 xác B phương pháp tam giác 39 38 A 36 37 D 36 35 5.5.2 Các tầng chứa nước phân chia theo điều kiện phân bố 1.Nước thổ nhưỡng 2.Nước thấu kính (tầng nước trên) Nước đụn cát Nước ngầm Nước áp lực (actezi) Nước nằm khe nứt đá cứng: Do điều kiện khe hở lớn mà nước khe nứt vận động nhanh, thường dạng chảy rối mang đặc tính dịng chảy dịng thấm Đớ i thô ng khí Đớ i bã o hò a Thấ u kính sé t Lấy điểm A độ sâu H - h mực nước biển Áp lực thủy tĩnh điểm A bằng: PA = (H – h)mặn.g Ở điểm B lục địa đường ranh giới nước mặn nước nhạt độ cao H - h Áp lực thủy tĩnh nước nhạt gây bằng: PB = (H – h)nhạt.g + hnhạt.g h bieå n H- h H- h  man  man   nhat  nhat H  h h  man   nhat H h H ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH CHƯƠNG 5: NƯỚC DƯỚI ĐẤT Nước áp lực gây bục đáy hố móng thi cơng Điều kiện an tồn đáy hố móng: t   w (h + t) h t Trang 17