Thấm qua nền đá dưới đáy công trình

1. Đặc điểm của thấm qua nền đá

Nền đá nói chung có độ rỗng nhỏ. Đối với nền là đá phún xuất thì độ rỗng khoảng 0,5 ÷ 0,8%; đối với đá trầm tích, độ rỗng n = 4 ÷ 35%; hệ số thấm qua đá nguyên khối khoảng 10-6 ÷ 10-9cm/s. Vì vậy, có thể bỏ qua hiện tượng thấm qua lỗ rỗng trong đá. Thấm ở nền đá chủ yếu là qua các khe nứt. Các khe nứt trong khối đá được hình thành do quá trình kiến tạo, đoạn tầng, tác dụng phong hoá hay do nổ mìn khi đào móng gây nên v.v… Chiều rộng khe nứt thường từ vài milimét đến vài centimet hoặc hơn nữa. Nước thấm trong các khe nứt không tuân theo định luật Dacxi và cho đến nay còn ít được nghiên cứu. Chỉ trong trường hợp khi khối đá nền lớn, khe nứt nhỏ và đều mới có thể coi gần đúng như nền đất.
2. Áp lực thấm
Nước thấm qua các khe nứt trong nền đá dưới đáy công trình và thoát ra hạ lưu. Vì chưa biết được quy luật tiêu hao cột nước thấm nên người ta thường tính toán rất sơ lược theo phương pháp tỷ lệ đường thẳng. áp lực nước đẩy ngược W dưới đáy công trình là tổng hợp của lực thuỷ tĩnh Wttvà lực thấm Wth. Khi tính lực thấm người ta nhân thêm một hệ số α do xét tới tác dụng giảm nhỏ áp lực thấm của màn chắn (hình 2- 24).
Hệ số α phụ thuộc vào mức độ xử lý nền, tính chất đá nền và chiều cao đập, thường vào khoảng 0,3 ÷ 0,7. áp lực nước đẩy ngược dưới đáy đập trên nền đá
Biện pháp phụt vữa xi măng làm màn chống thấm trong nền đập và đặt thiết bị thoát nước dưới đáy  đập    tác  dụng  lớn đối với việc giảm nhỏ áp lực thấm.  Trên hình (2-25) thể hiện đường phân bố áp lực đẩy ngược (đường aced) dưới đáy một đập bêtông trọng lực có màn chống thấm và có bố trí các thiết bị thoát nước sau màn chắn, dưới đáy đập.
Tuỳ theo chiều cao đập, có thể bố trí các thiết bị chống thấm và thoát nước theo các sơ đồ sau:
– Khi chiều cao đập Hđ< 25 m, theo sơ đồ hình 2-26a:
so do tinh ap luc tham len day dap
Wth = 0,5γHl(1 – α0) α2;          (2-53)
– Đập có 25 ≤ Hđ < 75 m, theo sơ đồ hình 2-26b:
Wth = 0,5γH[l(1 – α0) + bα1“] α2;       (2-54)
– Đập có Hđ ≥ 75 m, theo sơ đồ hình 2-26c:
Wth = 0,5γH[l2(1 + α1‘ – α1“) + l2α1‘ + bα1“]α2;          (2-55)
Trong các công thức trên:
γ – trọng lượng riêng của nước;
H – độ chênh cột nước thượng hạ lưu đập;
α2– hệ số diện tích chịu áp lực nước, α2 ≤ 1,0
α1‘= 0,4;  α1” = 0,2
l – đoạn dài từ mép móng thượng lưu đập đến mặt hạ lưu màn chống thấm. Trên đoạn l, cột nước thấm giảm từ H xuống α1‘H;
l2 – khoảng cách từ mép hạ lưu màn chống thấm đến vị trí đặt thiết bị thoát nước;
α0 – hệ số xét đến tổn thất đầu nước thấm qua đá nền đến mặt thượng lưu màn chống thấm, xác định theo thí nghiệm. 
Trường hợp không làm màn chống thấm, nhưng có thiết bị thoát nước đặt cách mép thượng lưu đập một khoảng bằng l thì áp lực thấm được tính theo công thức:
Wth = 0,5γH(l + α1”b);           (2-56)
Trong đó thường lấy α1” = 0,5
Ngoài áp lực thấm Wth, đáy đập còn chịu tác dụng của áp lực thuỷ tĩnh đẩy ngược:
Wtt = γH22;              (2-57)
Trong đó: H2 – độ sâu nước hạ lưu (tính đến đáy móng đập).

3. Lưu lượng thấm

Lưu lượng thấm qua nền đá có thể rất lớn, nhất là khi nền đá nứt nẻ nhiều. Do tính chất không đồng đều của các khe nứt ta chỉ có thể tính lưu lượng thấm qua nền đá một cách    lược.    dụ,  khi  nền  thoả  mãn  những  điều  kiện  nhất  định  thì    thể  tính  lưu lượng thấm theo các công thức đơn giản của bài toán thấm có áp.

4. Hiện tượng xói ngầm trong nền đá

Khi trong nền đá có các nham thạch mềm dễ hoà tan hoặc có các loại muối thì dễ sinh hiện tượng xói ngầm hoá học do dòng thấm gây ra. Trong trường hợp này, cần phải xử lý bằng các biện pháp đặc biệt như: phụt vữa tạo màn chống thấm sâu xuống tầng đá không bị hoà tan; làm màn chống thấm xiên (hình 2-27a) để bảo vệ miền A trong nền đập; làm sân trước, kéo dài đường viền thấm và kết hợp với thiết bị thoát nước ở cuối sân trước để loại trừ dòng thấm ở dưới đáy đập (hình 2-27b).
cac bien phap phong chong xoi ngam hoa hoc

 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.