CHƯƠNG 5: NƯỚC DƯỚI ĐẤT
Nước dưới đất là nước tự do chứa trong lỗ rỗng và khe nứt của
đất đá. Khi chuyển động trong các lỗ rỗng, nước dưới đất sẽ
gây trở ngại cho việc thi công và điều kiện làm việc công trình:
gây ngập hố móng, xói ngầm, cáy chảy,
5.1. CÁC TÍNH CHẤT CHỨA NƯỚC CỦA ĐẤT ĐÁ
Độ chứa nước của đất đá là độ ẩm (W).
Hệ tầng đất đá bở rời hoặc nứt nẻ chứa đầy nước trọng lực
được gọi là tầng chứa nước hoặc lớp chứa nước.
Hệ tầng đất đá thấm nước yếu hoặc không thấm được gọi là
tầng cách nước. Ngoài các lớp đá cứng, các lớp sét cứng, nửa
cứng được xem là tầng không thấm nước.
Chỉ tiêu đặc trưng cho khả năng thoát nước của đất đá là độ
thoát nước :
 = V
wr
/ V
Đối với đất sét thì   0; đối với đất cát, cuội sỏi thì 
 n (độ rỗng).
5.2. CHẤT LƯỢNG VÀ TRỮ LƯỢNG CỦA NƯỚC
DƯỚI ĐẤT
5.2.1.Chất lượng nước dưới đất
5.2.1.1.Tính chất vật lý
5.2.1.2.Tính chất hóa học
Các nguyên tố và ion đóng vai trò chủ yếu: Cl
-
, HCO
3
-
, SO
4

-
] = 10
-7
 pH = -lg10
-7
= 7
pH < 7 : tính axit
pH > 7 : tính kiềm
* Độ cứng: là tính chất của nước có chứa những hợp chất hòa
tan của Ca
2+
và Mg
2+
.
- Độ cứng cacbonat chỉ tính cho HCO
3
-
Độ cứng được biểu diễn bằng meq hoặc độ Đức (1meq=2,8 độ
Đức)
Độ khoáng hóa: Tổng số các ion, các phân tử và các hợp chất
khác chứa trong nước hợp thành lượng khoáng hoá của nước.
Nước dưới đất có thể có tính chất ăn mòn bê tông.
Khả năng hòa tan của nước đối với CaCO
3
được xác định trước
hết bởi cacbonic ăn mòn có trong nước. Khi có cacbonic tự do,
ion CO
3
2-
không thể có với lượng đáng kể vì nó sẽ phản ứng với

dung dịch. Lượng cacbonic cân bằng xác định theo phương
trình:


34
2
ketlien 2
bangcân 2
CO
CO 
5.2.2.Trữ lượng nước dưới đất
5.3. CÁC HÌNH THỨC HỆ THỐNG HÓA KẾT QUẢ THÍ
NGHIỆM NƯỚC
- Ion là dạng cơ bản biểu diễn kết quả phân tích nước.
Các ion này tác dụng tương hỗ với nhau theo các tỷ số đương
lượng nhất định vì vậy các kết quả phân tích có thể biểu diễn
dưới dạng đương lượng.
Xác định số mg của một đương lượng bằng cách lấy nguyên tử
lượng chia cho hoá trị.
Hàm lượng các ion trong nước thường được biểu diễn dưới
dạng mg/l.
Xác định số meq/l bằng cách lấy số mg/l chia cho số mg của một
đương lượng.
công thức Courlov:
pHT
C
A
MK
Tên nước được gọi theo tên các anion và cation có hàm
lượng trên 25% xếp giảm dần.

2+2+
MgMg
2+2+
4646
9090
8484
22
4,54,5
77
14,8114,81
33,3333,33
51,8651,86
13,513,5 100100
AnionAnion
ClCl

SOSO
44
22
HCOHCO
33

7070
216216
427427
22
4,54,5
77
14,8114,81
33,3333,33

nước trung bình và
mạnh (K0,1m/ngày
đêm)
Đất thấm nước yếu
(K<0,1m/ngày đêm)
Nước bao
quanh bê tông
trong điều
kiện bất kỳ
1 Độ kiềm bicacbonat (tính ăn
mòn khử kiềm) tính theo mgeq/l
hoặc theo độ nhỏ hơn
1,5 (4
o
) Không qui định 2 (6
o
)
2 Chỉ số hydro (tính ăn mòn axit),
nói chung pH nhỏ hơn
6,5 5 6,5
3 Lượng chứa cacbonit tự do (tính
ăn mòn cacbonit) tính theo mg/l
lớn hơn
a[Ca
2+
] + b a[Ca
2+
] + b + 40 a[Ca
2+
] + b

mòn sunfat) được tính đổi
ra ion SO
4
2-
đo bằng mg/l
– khi lượng chứa ion Cl
-
nhỏ hơn 1000mg/l - lớn
hơn.
Lượng chứa sunfat khi lượng
chứa ion Cl
-
lớn hơn
1000mg/l - lớn hơn
Lượng chứa ion SO
4
2-
trong
mọi trường hợp không lớn
hơn
300
150 + 0,15[Cl
-
]
1000
300
150 + 0,15[Cl
-
]
1000

4
2-
(mg/l)
mgeq/l độ 0 - 200 201 - 400 401 - 600 601 - 800 801 - 1000 > 1000
a b a b a b a b a b a b
1.4
1.8
2.1
2.5
2.9
3.2
3.6
4.0
4.3
4.7
5.0
5.4
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
0.01

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

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

lực. Ngược lại, tầng chứa nước có mái là một mặt thoáng tự do
thì gọi là tầng nước không áp.
h
z
Maët chuaån
H
z
a
c
b
Phương trình Bernulli thể hiện tổng năng lượng cho một đơn
vị khối lượng tại một điểm bất kỳ của dòng nước dưới đất:
w
tm
P
gz
v
E


2
2
Nếu dòng được xem như không có ma sát và không chịu nén theo phương vận
động thì tổng 3 thành phần là hằng số, hay:
const
P
gz
v
w


p
z
h
Trong tính toán những bài toán thấm, để thuận tiện, người ta
hay so sánh với một mặt chuẩn thường lấy là đáy cách nước và
xem như giá trị z = 0.
Phương pháp đơn giản nhất để xác định hướng dòng ngầm là
phương pháp tam giác.
A
D
C
B
34
36
40
38
37
36
35
39
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)
3. Nước đụn cát
4. Nước ngầm
5. Nước áp lực (actezi)
6 . Nước nằm trong khe nứt của đá cứng: Do điều kiện khe hở
lớn mà nước khe nứt vận động nhanh, thường ở dạng chảy rối
và mang đặc tính của dòng chảy hơn là dòng thấm.
Thấu kính sét

hH








t  
w
(h + t)
ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH CHƯƠNG 5: NƯỚC DƯỚI ĐẤT
Trang 17
h
t
Nước áp lực có thể gây bục đáy hố móng khi thi công.
Điều kiện an toàn đáy hố móng: