Đề cương ôn tập dẫn dòng thi công và công tác hố móng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP DẪN DÒNG THI CÔNG VÀ CÔNG TÁC HỐMÓNG Made by: Đào Văn Nhượng _ 49CT2 ^.^ Câu 2: Phương pháp đắp đê quai ngăn dòng một đợt? Nhiều đợt? Điều kiện áp dụng? 1. Phương pháp đắp đê quai ngăn dòng một đợt - Nội dung phương pháp: Đắp đê quai ngăn cả lòng sông trong một đợt, dòng nước được dẫn từ thượng lưu về hạ lưu qua các công trình tháo nước tạm thời hoặc lâu dài - Điều kiện áp dụng Phương pháp này thường áp dụng khi xây dựng các công trình nhỏ, lòng sông hẹp. 2. Phương pháp đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt - Nội dung phương pháp: Đắp đê quai ở các giai đoạn dẫn dòng khác nhau - Điều kiện áp dụng: Đối với các công trình lớn người ta thường dùng phương pháp đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt. Câu 3: Nội dung, cách bố trí và điều kiện ứng dụng của phương pháp dẫn dòng thi công qua máng? kênh? đường hầm? cống ngầm? 1. Dẫn dòng qua Máng - Nội dung: Dùng máng bắc ngang qua đê quai thượng lưu và hạ lưu để dẫn nước về hạ lưu - Cách bố trí:(hình vẽ) - Điều kiện áp dụng: + Lòng sông hẹp, công trình nhỏ, thi công xong trong một mùa khô; + Lưu lượng nhỏ: Q ≤ 2m3/s; + Khi các công trình tháo nước hiện có không thể lợi dụng để dẫn dòng hoặc tháo không hết lưu lượng thiết kế dẫn dòng; + Các phương pháp tháo nước khác quá đắt. 2. Dẫn dòng qua kênh - Nội dung: Dùng kênh tháo nước qua các đoạn sông đồng bằng hoặc suối có bờ soải, bãi bồi rộng mà lưu lượng không lớn lắm. - Cách bố trí (hình vẽ) - Điều kiện ứng dụng Thường áp dụng cho các công trình xây dựng trên các đoạn sông đồng bằng, có bờ thoải và rộng, điều kiện địa hình và địa chất thuận lợi cho việc đào kênh. 3. Dẫn dòng qua đường hầm - Nội dung: Dùng tháo nước qua các đường hầm, khe núi - Cách bố trí: (hình vẽ) - Điều kiện ứng dụng Ở các sông suối miền núi, lòng hẹp, bờ dốc và rắn chắc Câu 4: Nội dung, cách bố trí và điều kiện ứng dụng của phương pháp dẫn dòng thi công qua lòng sông thu hẹp? 1. Nội dung Đắp đê quai ngăn một phần lòng sông, dòng chảy được dẫn về hạ lưu qua lòng sông đã bị thu hẹp 2. Cách bố trí Thu hẹp một bên và thu hẹp hai bên (vẽ hình) 3. Điều kiện ứng dụng - Công trình đầu mối thủy lợi có khối lượng lớn và có thể chia thành từng đoạn, từng đợt để thi công - Lòng sông rộng, lưu lượng và mực nước biến đổi nhiều trong một năm - Trong thời gian thi công vẫn phải đảm bảo lợi dụng dòng nước như phát điện, vận tải, nuôi cá, tưới ruộng và sinh hoạt… Câu 5: Trình bày tóm tắt nội dung tính toán thủy lực khi dẫn dòng qua lòng sông thu hẹp? 1. Căn cứ vào lưu lượng dẫn dòng về mùa lũ và quan hệ Q~Zhl ta xác định được Zhl; 2. Giả thiết Zgt Tính ZTL=Zhl+Zgt Đo diện tích trên mặt cắt ngang được: diện tích ướt của lòng sông ω1 và diện tích ướt của hố móng ω2  Tính lại Với . Nếu ZgtZtt thì dừng lại, nếu Zgt #Ztt thì tiếp tục tính 3. Xác định mực nước sông phía thượng lưu về mùa khô và mùa lũ ZTL=Zhl+Z 4. Xác định phạm vi hố móng cho giai đoạn thi công đầu 5. Xác định mức độ thu hẹp lòng sông K = ω1/ω2.100% Nếu K=3060% là hợp lý ω1 và ω2 phải được xác định tương ứng trên cùng một mặt cắt là mặt cắt thu hẹp c-c )( Q V 21 %P c   g2 V g2 V Z 2 o 2 2 ctt    Câu 6: Các yếu tố quyết định mức độ thu hẹp lòng sông? 1. Các yếu tố quyết định mức độ thu hẹp của lòng sông - Lưu lượng dẫn dòng - Đảm bảo điều kiện không xói lở lòng sông ( V < [V]kx của vật liệu. - Đảm bảo lợi dụng tổng hợp dòng chảy - Đặc điểm, cấu tạo công trình - Điều kiện và khả năng thi công trong các đoạn - Hình thức, cấu tạo đê quai - Tổ chức thi công bố trí công trường và giá thành công trình 2. Mức độ thu hẹp của lòng sông hợp lý: K = 30 – 60 %. K = ω1/ω2.100% Trong đó: ω1 – Diện tích ướt hố móng và đê quai chiếm chỗ ω2 – Diện tích ướt của lòng sông cũ Câu 9: Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công và cách xác định theo tiêu chuẩn hiện hành? 1. Lưu lượng thiết kế dẫn dòng thi công (Qdd) Là lưu lượng lớn nhất ứng với tần suất (P) và thời đoạn dẫn dòng thi công. Là trị số được chọn để tính toán thiết kế dẫn dòng. Tùy theo từng công trình mà có thể có một hoặc một số trị số lưu lượng thiết kế dẫn dòng. Để chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng phải căn cứ vào tần suất thiết kế và thời đoạn dẫn dòng. 2. Vận dụng tiêu chuẩn hiện hành để chọn tần suất thiết kế dẫn dòng Trường hợp 1: Một bộ phận của công trình chính tham gia dẫn dòng Cần phải tăng cấp tần suất thiết kế dẫn dòng để đảm bảo an toàn cho công trình chính trong quá trình thi công. Trường hợp 2: Mở rộng kích thước của công trình dẫn dòng Cần tăng tần suất thiết kế cho phù hợp với thực tế. Trường hợp 3: Giảm tần suất thiết kế dẫn dòng Đối với đập bê tông trọng lực có nền tốt, cho phép nước tràn qua thì nên giảm cấp tần suất thiết kế dẫn dòng để giảm chi phí xây dựng công trình dẫn dòng Câu 10: Thế nào là đê quai, các loại đê quai thường gặp? Những yêu cầu cơ bản đối với đê quai? 1. Đê quai Là một công trình ngăn nước tạm thời, ngăn cách hố móng với dòng chảy để tạo điều kiện cho công tác thi công ở trong hố móng được khô ráo. 2. Các loại đê quai thường gặp - Đê quai đất - Đê quai đá đổ - Đê quai bằng bó cây - Đê quai bằng đất và cỏ - Đê quai bằng bản cọc gỗ - Đê quai bằng bản cọc thép - Đê quai bằng khung gỗ - Đê quai bằng bê tông. 3. Những yêu cầu cơ bản đối với đê quai - Phải đủ cường độ chịu lực và ổn định, chống thấm và phòng xói tốt - Cấu tạo đơn giản, dễ làm, đảm bảo xây dựng và tháo dỡ nhanh chóng - Phải liên kết tốt với 2 bờ và lòng sông - Khối lượng công việc ít nhất, dùng vật liệu tại chỗ, thi công trong thời gian ngắn với giá thành rẻ nhất. Câu 11: Cấu tạo, ưu nhược điểm của đê quai bằng đất, đá? 1. Đê quai đất - Cấu tạo: (hình vẽ) Ưu điểm: + Không cho phép nước tràn qua; + Đắp trực tiếp được trên mọi loại nền; + Mọi loại đất chứa ít chất hữu cơ và muối hoà tan đều dùng được. + Kỹ thuật thi công đơn giản, xây dựng và tháo dỡ dễ dàng; + Giá thành rẻ; Nhược điểm: + Tiết diện và khối lượng lớn; + Lưu tốc chống xói nhỏ (0,7m/s); + Đê quai có mặt cắt hình thang, bề rộng đỉnh B≥2m tuỳ theo yêu cầu giao thông. 2. Đê quai Đá Cấu tạo: Ưu điểm: + Có thể làm được trên mọi loại nền + Chống thấm tốt + Bền Nhược điểm: Thi công phức tạp, giá thành cao Câu 13: Trình bày tóm tắt cách xác định các thông số chủ yếu khi thiết kế đê quai? 1. Xác định cao trình đỉnh đê quai thượng lưu Z1=ZTL+ δ ZTL=ZHL+ Z Trong đó: Z1- Cao trình đỉnh đê quai thượng lưu (m); ZTL- Cao trình mực nước TL ứng với Q thiết kế dẫn dòng (m); - Độ cao an toàn của đê quai 0,50,7m; Z- Chênh lệch mực nước thượng hạ lưu (m); Z xác định thông qua tính toán thuỷ lực và điều tiết dòng chảy; 2. Xác định cao trình đỉnh đê quai hạ lưu Z2=ZHL+ Trong đó: Z2- Cao trình đỉnh đê quai hạ lưu (m); ZHL- Cao trình mực nước hạ lưu (m);  - Độ cao an toàn của đê quai hạ lưu (0,5÷0,7)m Cần kết hợp các yếu tố kinh tế, kỹ thuật và các yếu tố khác để chọn cao trình đỉnh đê quai. 3. Bề rộng đỉnh Thông thường chọn từ 1 – 30 m Nếu không làm đường giao thông thì chọn 1 – 2 m Nếu làm đường thì chọn 7 – 30 m 4. Hệ số mái đê quai Dựa theo điều kiện làm việc ổn định của đê quai và vật liệu mà chọn hệ số mái cho phù hợp. Câu 14: Ngăn dòng là gì? Những nguyên tắc lựa chọn ngày tháng và cách xác định tần suất lưu lượng thiết kế ngăn dòng? 1. Ngăn dòng: là dùng vật liệu đổ vào lòng sông chặn lại tác dụng của dòng nước để tiến hành thi công các công trình trên sông. 2. Nguyên tắc lựa chọn ngày tháng và xác định tần suất lưu lượng thiết kế ngăn dòng - Chọn ngày tháng + Chọn lúc nước kiệt trong mùa khô + Đảm bảo sau khi ngăn còn có đủ thời gian đắp đê quai, bơm nước, nạo vét móng, xây đắp công trình đến cao trình chống lũ + Đảm bảo trước khi ngăn dòng có đủ thời gian làm công tác chuẩn bị như đào đắp các công trình dẫn nước, tháo nước. + Ảnh hưởng ít nhất đến việc lợi dụng tổng hợp dòng chảy. - Chọn lưu lượng thiết kế Sau khi xác định được thời gian ngăn dòng thì lưu lượng thiết kế ngăn dòng chỉ phụ thuộc vào tần suất thiết kế ngăn dòng Tấn suất lưu lượng thiết kế ngăn dòng phụ thuộc vào cấp công trình Câu 15: Lưu lượng thiết kế ngăn dòng là gì? Cách xác định theo tiêu chuẩn hiện hành? 1. Lưu lượng thiết kế ngăn dòng: - Lưu lượng thiết kế ngăn dòng là lưu lượng lớn nhất trong thời đoạn ngăn dòng ứng với tần suất thiết kế ngăn dòng 2. Cách xác định theo tiêu chuẩn hiện hành - Chọn tần suất thiết kế Tần suất thiết kế phụ thuộc vào cấp công trình tra TCXD 285-2002 riêng công trình tạm lấy P = 10 %. Chọn lưu lượng thiết kế ngăn dòng: Ứng với mỗi cấp công trình ta xác định được tần suất lưu lượng lớn nhất tính toán lấp dòng. Câu 16: Các phương pháp thả đá ngăn dòng, ưu nhược điểm của từng phương pháp? Các phương pháp thả đá ngăn dòng 1. Phương pháp lấp đứng Dùng vật liệu ( đất, cát, đá, cành cây…) đắp từ bờ này sang bờ kia hoặc đắp từ 2 bên bờ tiến vào giữa cho tới khi dòng chảy bị chặn lại Ưu điểm: Không cần cầu công tác, công tác chuẩn bị đơn giản, nhanh chóng, rẻ tiền Nhược điểm: Phạm vi hoạt động hẹp, tốc độ thi công chậm, lưu tốc trong giai đoạn cuối lớn gây khó khăn trong công tác ngăn dòng. 2. Phương pháp lấp bằng Đổ vật liệu ngăn dòng trên toàn chiều rộng của lòng sông cho tới khi đê quai nhô ra khỏi mặt nước. Ưu điểm: Hoạt động rộng, tốc độ thi công nhanh, lưu tốc nhỏ => ngăn dòng dễ dàng. Nhược điểm: Tốn vật liệu, nhân lực và thời gian làm cầu công tác. 3. Phương pháp lấp hỗn hợp Là kết hợp của 2 phương pháp trên + Lúc đầu lưu tốc nhỏ thì dùng phương pháp lấp đứng để lắp từ bờ này sang bờ kia hoặc từ 2 bờ vào giữa + Khi lưu tốc lớn thì dùng phương pháp lấp bằng hoặc vừa lấp đứng vừa lấp bằng để trong thời gian ngắn đê quai nhô ra khỏi mặt nước. Về thứ tự ngăn dòng có 3 trường hợp sau: 3.1 Ngăn đê quai thượng lưu trước Ưu điểm: là khi ngăn đê quai hạ lưu có điều kiện nước tĩnh Nhược điểm: có một số vật liệu trôi vào hố móng là tăng khối lượng đào móng 3.2 Ngăn dòng đê quai hạ lưu trước Ưu điểm: khi ngăn dòng đê quai thượng lưu có điều kiện nước tĩnh. Nhược điểm: Nước kéo theo bùn cát lắng đọng ở hố móng. 3.3 Ngăn cả đê quai thượng lưu và hạ lưu Ưu điểm: Giảm bớt khó khăn khi thi công Nhược điểm: Tổ chức thi công phức tạp. Câu 17: Mục đích tính toán thủy lực ngăn dòng, cách xác định đường kính viên đá ngăn dòng? 1. Mục đích tính toán thủy lực ngăn dòng: - Xác định được cỡ đá thích hợp với lưu tốc dòng chảy trong từng thời gian để đảm bảo cho hòn đá ổn định, không bị trôi. - Xác định được khối lượng vật liệu ngăn dòng, thời gian ngăn dòng và cường độ thi công cần thiết. 2. Cách xác định đường kính viên đá ngăn dòng Xét lúc lưu lượng dòng chảy ngăn dòng là lớn nhất lúc sắp hoàn thành (mặt cắt ướt dạng tam giác) Công thức tính: Vmin = 0,86.√[2g(γd-γ)/γ].√D Trong đó: Vmin – Lưu tốc ổn định chống trượt của đá γ – Khối lượng riêng của nước γd – Khối lượng riêng của đá D – Đường kính viên đá g – Gia tốc trọng trường. Khi tính ra D < 30 cm thì không cần dùng các cục đá lớn. D>30 cm cần xác định cỡ đá ứng với từng mức độ thu hẹp lòng sông. Câu 18 + 19: Thế nào là Vmin , Vmax? Ứng dụng của chúng trong thiết kế ngăn dòng? - Vmin là lưu tốc nhỏ nhất của dòng chày để làm cho đá hộc ở đỉnh đập mất cân bằng. Công thức tính: Vmin = 0,86.√[2g(γd-γ)/γ].√D Trong đó: Vmin – Lưu tốc ổn định chống trượt của đá γ – Khối lượng riêng của nước γd – Khối lượng riêng của đá D – Đường kính viên đá g – Gia tốc trọng trường. - Vmax là lưu tốc lớn nhất của dòng chảy để đá hộc ở mái dốc phía hạ lưu đập đủ mất cân bằng Công thức tính: Vmin = 1,2.√[2g(γd-γ)/γ].√D Trong đó: Vmax – Lưu tốc ổn định chống lật của đá 2. Ứng dụng của Vmax, Vmin trong thiết kế ngăn dòng - Để xác định đường kính viên đá để đá không bị trôi. Từ đó xác định được lượng vật liệu, thời gian và cường độ ngăn dòng. Câu 21: Nhiệm vụ của thiết kế tiêu nước hốmóng? Những căn cứ để lựa chọn phương pháp tiêu nước hốmóng? Trong quá trình thi công thủy lợi, việc tiêu nước hố móng là công việc quan trọng. Để công tác khác thuận lợi thì phải tiêu nước hố móng tốt, đảm bảo hố móng khô ráo. Khi dùng các phương pháp đổ bê tông trong nước thì không cần tiêu nước hố móng. Nhiệm vụ của tiêu nước hố móng: - Chọn phương pháp tiêu nước thích hợp với từng thời kỳ thi công - Xác định lượng nước cần tiêu từ đó chọn thiết bị - Bố trí hệ thống tiêu nước và thiết bị thích hợp ứng với từng thời kỳ thi công Để tiêu nước hố móng cần dùng 2 pp là tiêu nước mặt và hạ thấp mức nước ngầm. Thực chất tiêu nước mặt là đào hệ thống mước tập trung nước vào giếng rồi bơm khỏ hố móng Thực chất của tiêu nước ngầm là dùng hệ thống giếng rồi dùng máy bơm để hạ thấp mực nước ngầm xuống. Câu 22: Nội dung thiết kế tiêu nước mặt? Điều kiện áp dụng phương pháp tiêu nước mặt? 1. Nội dung thiết kế tiêu nước mặt: Sử dụng độ dốc bề mặt hoặc hệ thống rãnh thoát nước bề mặt để tập trung nước vào một vị trí rồi bơm ra khỏi hố móng hoặc thoát ra chỗ trũng hơn. 2. Các bước thiết kế: - Tính toán lưu lượng cần tiêu - Tính toán bố trí hệ thống tiêu nước trên mặt Việc thiết kế tiêu nước trên mặt phụ thuộc vào thời kỳ cần tiêu: + Thời kỳ đầu + Thời kỳ đào móng + Thời kỳ tiêu nước thường xuyên (thời kỳ thi công công trình chính). 3. Điều kiện sử dụng phương pháp tiêu nước mặt Phương pháp này đơn giản, rẻ tiền - ứng dụng cho các trường hợp: - Hố móng nằm ở tầng đất hạt thô, hệ số thấm lớn - Dưới đáy hố móng không có tầng nước ngầm áp lực, hoặc cách tầng nước ngầm áp lực với chiều dày đủ lớn để không phát sinh hiện tượng đùn ngược. Câu 23: Cách bố trí hệ thống tiêu nước mặt trong các thời kỳ thi công? - Bố trí hệ thống tiêu nước hố móng phải đảm bảo ít gây ảnh hưởng nhất đến quá trình thi công - Hệ thống tiêu nước hố móng thường thay đổi theo từng thời kỳ thi công hố móng. + Bố trí tiêu nước trong thời kỳ đầu: Chủ yếu là tiêu nước đọng trong hố móng bằng các trạm bơm. + Bố trí hệ thống tiêu nước hố móng thời kỳ đào móng: Việc bố trí phụ thuộc vào phương pháp đào móng và đường vận chuyển để bố trí hệ thống mương chính. + Bố trí hệ thống tiêu nước thường xuyên Sau khi đã đào xong hố móng cần duy trì cho hố móng khô ráo bằng hệ thông mương rãnh và hố tập trung xung quanh hố để tập trung bơm nước ra khỏi hố móng. Câu 24: Xác định lượng nước cần tháo trong các thời kỳ thi công khi sử dụng phương pháp tiêu nước mặt? 1. Thời kỳ đầu: Đây là thời kỳ sau khi đã ngăn dòng và trước khi đào móng. Thời kỳ này thường có các loại nước: nước đọng, nước mưa và nước thấm. (3-1) Trong đó: Q - Lưu lượng cần tiêu (m3/h) W - Thể tích nước đọng trong hố móng (m3) T - Thời gian đã định để hút cạn hố móng (h) Qt - Lưu lượng nước thấm (m3/h) Qm - Lưu lượng nước mưa (m3/h). tm QQT W Q  2. Thời kỳ đào móng: Thời kỳ này thường có các loại nước: nước mưa, nước thấm và nước thoát ra từ trong khối đất đã đào. Trong đó: Q - Lưu lượng cần tiêu (m3/h). Qt - Tổng lưu lượng thấm (m3/h Qđ - Lưu lượng róc từ khối đất đã đào ra (m3/h). V - Thể tích khối đất đào dưới mực nước ngầm (m3) a - Hệ số róc nước (Đất cát a=0.20.3; cát pha sét a=0.10.15) n - Thời gian đào móng (tháng) m - Hệ số bất thường, m=1.31.5 Qm - Lưu lượng nước mưa đổ vào hố móng (m3/h). Qm = F - Diện tích hứng nước mưa của hố móng (m2). h - Lượng nước mưa bình quân ngày trong giai đoạn tính toán (m). đtm QQQQ  n720 Vam Qđ  F.h 24 3. Thời kỳ thi công công trình chính: Thời kỳ này lượng nước cần tiêu gồm: nước mưa, nước thấm và nước thi công. Q = Qm + Qt + Qtc Trong đó: Qm - Lưu lượng nước mưa (m3/h) Qtc - Lưu lượng nước thi công (m3/h) (là lượng nước dùng để nuôi dưỡng bê tông, khoan phun xử lý nền, bảo đảm cọ rửa vật liệu và thiết bị…) xác định dựa theo thực tế. Qt - Tổng lưu lượng nước thấm (m3/h). Câu 25: Nội dung thiết kế tiêu nước hố móng bằng hạ thấp mực nước ngầm? Điều kiện áp dụng? 1. Nội dung thiết kế - Khi đào móng ở những vùng nền có hệ số thấm K lớn, MNN cao trước tiên cần hạ thấp mực nước ngầm trong quá trình thi công để tránh hiện tượng sạt lở mái, bục đáy móng và đảm bảo hố móng khô ráo. Bố trí hệ thống giếng xung quanh hố móng (có thể là giếng thường hoặc giếng kim) rồi tiến hành bơm hạ thấp mực nước ngầm. 2. Điều kiện áp dụng - Hố móng rộng, ở vào tầng đất hạt nhỏ, hệ số thấm nhỏ. - Đáy móng trên tầng không thấm mỏng và phía dưới là nước áp lực - Khi thi công đòi hỏi hạ thấp mực nước ngầm xuống sâu - Giữ cho hố móng khô ráo, thi công dễ dàng - Khi hạ mực nước ngầm thì đất nền được nén chặt hơn, an toàn do công trình đồng thời giảm được lượng mở móng do tăng được góc dốc mái móng. Goodluck in the exam!