PHẦN II xói NGẦM

PHẦN II : XÓI NGẦM

I. KHÁI NIỆM
II. ĐIỀU KIỆN PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN XÓI NGẦM
III. DỰ BÁO VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ XÓI NGẦM


PHẦN II : XÓI NGẦM
I. KHÁI NIỆM:
- Với những điều kiện nhất định, dòng thấm làm chuyển dịch các hạt
nhỏ trong đá hòn mảnh ( cát, sỏi, cuội,…) hoặc thuộc chất nhét trong
khe nứt và hốc cactơ. Quá trình đó gọi là xói ngầm.
- Xói ngầm phát triễn tương đối chậm (hàng năm, hằng chục năm),
nhưng phổ biến rộng rãi trong thiên nhiên và biểu hiện rất đa dạng.
Nếu xói ngầm phát sinh và phát triển ở nền công trình có thể gây ra
lún nhiều và lún không đều, mất ổn định, làm biến dạng và phá hoại
công trình.
- Xói ngầm tạo ra những dòng nước lớn chảy vào hố móng xây dựng,
vào các công trình khai đào hoặc gây ra mất nhiều nước qua đường
thấm dưới đất, quanh vai đập,…
- Quá trình xói ngầm thường hay phá vỡ sự làm việc bình thường
của các công trình thoát nước ngầm, hệ thống lọc của công trình thu
góp nước, các ống lọc ngược do hiện tượng nhét bịt.


II. ĐIỀU KIỆN PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN XÓI NGẦM:
Xói ngầm phát sinh khi dòng thấm có tốc độ khá cao, hoặc khi áp lực
thủy động trong đất đá có giá trị khá lớn.
Tác dụng của dòng nước dưới đất thấm qua đất đá được biểu hiện ở sự
phá hoại ổn định về thấm của chúng. Tác dụng đó xảy ra với những điều
kiện sau đây:

- Đất đá đồng nhất ở một mức độ nào đó - lúc này các hạt nhỏ hơn có
thể chuyển dịch giữa các hạt to hơn và bị moi chuyển đi.
- Có gradien nhất định của dòng nước - gây ra tốc độ thấm lớn của
nước hoặc gây ra giá trị nhất định của áp lực thủy động trong đất.
- Tồn tại miền xả ra và tiêu thoát các hạt nhỏ đất đá.


II. ĐIỀU KIỆN PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN XÓI NGẦM:
- Như kết quả nghiên cứu của N.M.Botskov(1936), A.N.Patrasev(1938,1945),
V.X.Ixtomina(1957) chứng tỏ rằng xói ngầm phát triển chủ yếu trong đất có
hệ số không đồng nhất về thành phần hạt lớn hơn 20 và gradien thủy lực thì
lớn hơn 5,tức là:

Kk = d60 / d10 > 20 và I > 5
Trong đó:
d60 - Đường kính kiểm tra các hạt
d10 - Đường kính tác dụng hoặc có hiệu của các hạt
- Tùy thuộc vào hoàn cảnh địa chất, xói ngầm có thể phát triển trong
một lớp nhất định hoặc trong hệ tầng đất đá không đồng nhất về
thành phần hạt.


II. ĐIỀU KIỆN PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN XÓI NGẦM:


II. ĐIỀU KIỆN PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN XÓI NGẦM:
- Về dòng thấm, năng lượng dòng thấm phải đủ lớn để hòa tan hoặc
tách vỡ mối liên kết giữa các hạt trong đất dính, trong đất đá cứng
chắc. Khi đánh giá mức độ ảnh hưởng của tốc độ dòng nước thấm
đối với điều kiện phát triển xói ngầm, người ta sử dụng bảng số liệu

theo D.D.Djatin (1936).
Kích thước tính Tốc độ gây rửa Kích thước tính Tốc độ gây rửa
toán hạt đất, mm
xói, m/phút
toán hạt đất, mm
xói, m/phút
5
3
1.0
0.8
0.5
0.3

13.23
10.37
5.91
5.3
4.18
3.08

0.1
0.08
0.05
0.03
0.01

Bảng 1 : Giá trị tốc độ gây ra rửa xói của dòng nước
dưới đất ứng với lúc bắt đầu xói ngầm

1.83

1.67
1.31
1.04
0.59


II. ĐIỀU KIỆN PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN XÓI NGẦM:
*****

- Để xác định tốc độ ban đầu của dòng nước (m/s) ứng với lúc bắt đầu
xuất hiện xói ngầm, người ta thường dùng công thức của Zikhard.

K
15
Trong đó K – hệ số thấm của đất đá, m/s
vth =

- Bằng thực nghiệm, L.I.Kozlova đã xác định tốc độ moi chuyển các
hạt ra khỏi lớp đất đang bị rửa xói phụ thuộc vào tỉ số các đường
kính kiểm tra của các hạt thuộc hai lớp kề nhau, và được biểu diễn
bằng công thức:

Trong đó d60 và D60 - đường kính kiểm tra
các hạt, mm


II. ĐIỀU KIỆN PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN XÓI NGẦM:
- V.X.Ixtomina(1952,1957) đã kết luận rằng đất đá càng không
đồng nhất, xói ngầm xuất hiện với gradien càng thấp.

Hình 7 : Đồ thị đánh giá phát triển xói ngầm
a - Vùng gradien gây phá hoại của dòng nước
b – Vùng gradien an toàn


III. DỰ BÁO VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ XÓI NGẦM:
1. Dự báo sự phát triển xói ngầm:
Khi dự báo sự phát triển xói ngầm cần đánh giá:
- Mức độ không đồng đều về thành phần hạt của đất đá còn đang
nghi ngại về ổn định thấm.
- Những điều kiện thủy lực có thể có của dòng nước thấm, các
giá trị tốc độ và gradien của nó.
- Sự tồn tại những điều kiện moi chuyển các hạt nhỏ, các hạt nhỏ
tách khỏi đất đá dưới tác dụng của dòng thấm.
Ngoài ra, cần chú ý đến điều kiện địa mạo ở điểm lộ trên mặt của các
tầng chứa nước, điều kiện bóc lộ các tầng này do các hố móng, công
trình khai đào ngầm, các công trình tiêu thoát nước ngầm,… gây ra.


III. DỰ BÁO VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ XÓI NGẦM:
2. Biện pháp xử lí xói ngầm:
Để phòng ngừa xói ngầm, người ta thường áp dụng những biện pháp
nào có tác dụng làm giảm gradien và tốc độ dòng nước.
- Điều tiết dòng thấm có thể thông qua điều tiết dòng nước mặt
bằng cách dùng tường cừ, màn chắn, khống chế nước mặt dao
động.
- Tạo lớp chống xói ngầm bằng cách đặt các ống lọc ngược.
- Ở những khu vực nguy hiểm người ta thường hạ thấp mực nước
dưới đất bằng các công trình tiêu thoát. Làm vòng vây cọc ván và
các màn chống thấm để tăng chiều dài đường thấm của dòng chảy

hoặc ngăn cách hoàn toàn dòng nước với vùng cần bảo vệ.
- Gia cố đất đá bằng cách đầm chặt đất, phun vữa gắn kết đất đá,…
để làm giảm độ rỗng và tăng cường liên kết giữa các hạt đất đá với
nhau.


Hình ảnh xói ngầm gây sự cố nguy hại đến
công trình

Hình 10 : Nước ngầm chưa rò rỉ
vào hố tầng hầm của công trình
cao ốc Pacific

Hình 11 : Nước ngầm chảy vào
hố tầng ngầm của công trình cao
ốc Pacific


HÌNH ẢNH KHU VỰC PHƯỚC LONG QUẬN 9

Hình 12,13 : Các hố sụt lún ở các nhà dân


Hình 14 : Hồ chứa nước thải của công ty Posvina


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Địa chất công trình động lực, V.Đ.LÔMTAZED.
2. Nguồn Internet.