Nghiên cứu giải pháp công nghệ xây dựng đập đất trong điều kiện độ ẩm cao vùng miền trung

ĐẶC ĐIỂM CÔNG TÁC & CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐẤT 8

Đặc điểm của công tác đất 8

1.1.1 Khối lượng lớn và thời gian thi công kéo dài

Quá trình thi công công trình thủy lợi luôn bao gồm công tác đào và đắp đất, với khối lượng công việc này chiếm tỷ lệ lớn ngay cả trong các công trình bằng bê tông hay đá Chẳng hạn, công trình Cửa Đạt có khối lượng đào đắp lên đến 40 triệu m³, trong khi hồ Tả Trạch là 18 triệu m³.

- Khối lượng lớn, cường độ thi công cao

- Hiện trường thi công chật hẹp (do nằm trên phạm vi hố móng) gây trở ngại cho việc đào và vận chuyển đất

- Mức độ cơ giới hóa thi công phải cao, thời gian thi công hạn chế

- Yêu cầu chất lượng khối đắp cao nhất vì công trình có cột nước lớn

Công tác thi công đất chịu ảnh hưởng mạnh mẽ từ các yếu tố tự nhiên, bao gồm điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn, thời tiết, cùng với khả năng cung ứng nhân lực và vật lực.

Để hoàn thành nhiệm vụ, cần tổ chức một cách hợp lý và tận dụng thời tiết thuận lợi cho thi công, đặc biệt là trong các trường hợp thi công vượt lũ Đồng thời, cần bảo đảm chất lượng công trình theo đúng thiết kế.

1.1.2 Ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu, thời tiết đến thi công đất a Ảnh hưởng của khí hậu Ở nước ta có 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô, mùa mưa thường từ tháng 8 đến tháng 11, lượng mưa tập trung lớn chiếm khoảng 70÷80% lượng mưa cả năm, số ngày thi công đất rất thấp, nhiều tháng chỉ đạt 10÷15 ngày có khi chỉ đạt dưới 10 ngày

Vì vậy để thi công đảm bảo chất lượng và đạt tiến độ cần có biện pháp thi công trong mùa mưa

Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 7 có lượng mưa ít, thời gian thi công kéo dài từ 23 đến 26 ngày Do đó, cần chuẩn bị đầy đủ điều kiện để tận dụng thời gian thi công Tuy nhiên, độ ẩm không khí thấp khiến lượng bốc hơi nhanh, nên cần có giải pháp giữ ẩm để đảm bảo chất lượng công trình và đẩy nhanh tiến độ thi công, vượt qua mùa lũ.

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung b Ảnh hưởng của mưa bão

Mỗi năm, Việt Nam phải đối mặt với 6 đến 8 cơn bão, kéo dài từ 2 đến 5 ngày, gây ra mưa lớn và ngập lụt nghiêm trọng Nếu không có kế hoạch phòng chống thích hợp trong quá trình thi công, các công trình có nguy cơ bị lũ cuốn trôi Bên cạnh đó, độ ẩm không khí, cường độ nắng và gió cũng ảnh hưởng đáng kể đến tình hình thời tiết và sự ổn định của các công trình xây dựng.

Các yếu tố như cường độ nắng, độ ẩm không khí và tốc độ gió có ảnh hưởng trực tiếp đến độ ẩm của đất khi xây dựng đập Trong điều kiện nắng gắt và độ ẩm không khí thấp, chỉ cần rải đất từ 1 đến 2 giờ là có thể đạt yêu cầu đầm nén, ngược lại, dòng chảy cũng tác động đến quá trình này.

Dòng chảy lũ, đặc biệt là lũ tiểu mãn, thường mang theo bùn cát do đặc điểm các sông suối ở Miền Trung ngắn và dốc, dẫn đến lũ tập trung nhanh Khi thi công, cần tập trung vượt lũ để tránh tình trạng công trình bị phá hoại.

Mùa khô dòng chảy nhỏ, đối với một số đập phụ thiếu nước phụ vụ thi công

1.1.3 Ảnh hưởng cường độ và thiết bị đến thi công đất Đối với thi công đất, để đạt tiết độ phải thực hiện với cường độ thi công rất lớn thường từ 250.000÷350.000m 3 /tháng Cho nên tập trung nhiều loại máy móc thiết bị hoặc sử dụng máy móc thiết bị có tải trọng lớn, dẫn tới khó khăn tổ chức mặt bằng thi công và giao thông trên công trường

Trong quá trình thi công, việc lựa chọn thiết bị hợp lý là rất quan trọng, đặc biệt trong mùa khô, nhằm đảm bảo tiến độ công việc và giảm chi phí xây dựng Điều này giúp hạn chế việc vận chuyển thiết bị nhiều lần, từ đó tối ưu hóa hiệu quả thi công.

1.1.4 Ảnh hưởng của địa hình

Cấu trúc địa hình của công trường, lòng sông và hai bờ tại khu vực công trình có ảnh hưởng lớn đến việc lựa chọn giải pháp thi công Nếu địa hình tương đối dốc, có thể sử dụng máy cạp kết hợp với máy đầm để đào và vận chuyển đất Ngược lại, trong trường hợp địa hình dốc và bị chia cắt, cần lựa chọn tổ hợp thiết bị bao gồm máy đào, xe ôtô vận chuyển, cùng với máy ủi và máy đầm để đảm bảo hiệu quả thi công.

1.1.5 Ảnh hưởng của địa chất a Độ ẩm của đất

Thành phần đất trình bày trong mục 1.2 bao gồm các hạt rắn, nước và không

Nghiên cứu giải pháp và công nghệ xây dựng đập đất trong điều kiện độ ẩm cao ở miền Trung tập trung vào tác động của nước, giúp làm trơn các hạt đất và giảm lực di động tương đối giữa chúng, như lực ma sát và lực dính kết.

Khi đất có lượng nước ngậm quá lớn, nước thừa sẽ lấp đầy các lỗ rỗng giữa các hạt đất, dẫn đến việc lực đầm nén không được truyền đạt hoàn toàn đến các hạt đất, gây giảm hiệu quả chặt.

Nếu lượng ngậm nước trong đất quá nhỏ (đất quá khô) thì đầm rất tốn công mà hiệu quả nén chặt kém

Lượng ngậm nước hợp lý trong đất là yếu tố quyết định để đạt hiệu quả đầm nén tốt nhất, trong khi lượng ngậm nước quá ít hoặc quá nhiều sẽ không mang lại hiệu quả cao Đối với đất dính như đất sét, lực keo kết lớn nhưng lực ma sát nhỏ, khiến quá trình đầm nén diễn ra chậm do tính thấm nước kém Ngược lại, đất không dính có lực ma sát lớn và tính thấm nước cao, cho phép nước thoát nhanh, giúp đạt được độ nén chặt nhanh chóng hơn Sự tổ thành hạt đất cũng ảnh hưởng đến khả năng đầm nén, góp phần vào hiệu quả tổng thể của quá trình này.

Hạt càng nhỏ thì độ phân tán càng cao và tỉ lệ rỗng càng lớn, dẫn đến khối lượng riêng khô của đất nhỏ hơn khối lượng riêng của đất không dính Đối với đất dính, khối lượng riêng γ k nằm trong khoảng 1,5 đến 1,76 T/m³, trong khi đất không dính có γ k từ 1,77 đến 1,92 T/m³ Khi đất có cấu tạo hạt to khác nhau và cấp phối hạt phân bố không đều, đầm nén sẽ giúp các hạt nhỏ lấp đầy kẽ rỗng, giảm tỷ lệ rỗng và tăng độ chặt Ngược lại, nếu cấp phối hạt phân bố đều đặn, khối lượng riêng khô sẽ đạt được mức thấp hơn.

Thành phần kết cấu của đất và phân loại đất 10

1.2.1 Thành phần kết cấu của đất Đất trong tự nhiên thường tồn tại ở dạng 3 pha: pha rắn (hạt khoáng), pha lỏng

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung

Đất có hai pha chính là pha rắn và pha lỏng, trong khi nước và chất hòa tan cũng tồn tại dưới dạng pha khí Đất hình thành từ quá trình phong hóa vật lý, hóa học và sinh vật, tạo ra các tầng như tàn tích, sườn tích, lũ tích và bồi tích Khi nghiên cứu đất xây dựng, cần làm rõ nguồn gốc, điều kiện tồn tại, quy luật phân bố, thành phần, trạng thái, đặc điểm và tính chất của từng loại đất, cũng như tác động tương hỗ giữa đất và nước dưới đất.

Hình 1.1 Quan hệ các pha

1.2.2 Phân loại đất a Mục đích phân loại Đưa ra một ngôn ngữ chung để các nhà khoa học, các kỹ sư trao đổi học hỏi kinh nghiệm lẫn nhau Giúp các kỹ sư xây dựng hiểu được một cách tương đối các đặc trưng và ứng xử của đất trong quá trình xây dựng b H ệ thống phân loại

Hiện nay, có nhiều hệ thống phân loại khác nhau như BS, ASTM, ASSTHO, TCVN … Nhưng đều dựa trên nguyên tắc sau:

- Đất hạt thô: dựa vào cấp phối hạt

- Đất hạt mịn: dựa vào tính dẻo và chia đất thành 4 nhóm chính là: Đất hạt thô; đất hạt mịn; đất hữu cơ và than bùn

- Việc phân loại được thực hiện bằng cách cho mẫu đất qua sàng, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên hệ trục toạ độ log.

Các phương pháp thi công đập đất 11

1.3.1 Phân loại và phân cấp đất phục vụ thi công đất:

Mục đích của việc sử dụng công cụ này là để hỗ trợ trong việc lựa chọn thiết bị, tra cứu định mức, lập dự toán và xây dựng kế hoạch tổng tiến độ thi công, nhằm tối ưu hóa quy trình thiết kế tổ chức thi công.

- Dựa vào phương pháp thi công người ta phân cấp đất như sau:

Bảng 1.1: Phân cấp đất (Dùng cho công tác đào vận chuyển, đắp đất bằng thủ công)

Cấp đất Nhóm đất Tên đất

Dụng cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất

- Đất phù sa, cát bồi, đất mầu, đất mùn, đất đen, đất hoàng thổ

- Đất đồi sụt lở hoặc đất nơi khác đem đến đổ (thuộc loại đất nhóm 4 trở xuống) chưa bị nén chặt

Dùng xẻng xúc dễ dàng

- Đất cát pha sét hoặc đất sét pha cát

- Đất mầu ẩm ướt nhưng chưa đến trạng thái dính dẻo

- Đất nhóm 3, nhóm 4 sụt lở hoặc đất nơi khác đem đến đổ đã bị nén chặt nhưng chưa đến trạng thái nguyên thổ

Đất phù sa, cát bồi, đất màu và đất bùn là những loại đất có tính chất đặc biệt, thường chứa rễ cây, mùn rác, sỏi đá và các vật liệu kiến trúc như gạch vụn và mảnh sành Tỷ lệ các thành phần này có thể lên đến 10% thể tích hoặc từ 50kg đến 150kg trong mỗi mét khối đất.

Dùng xẻng cải tiến ấn nặng tay xúc được

- Đất sét vàng hay trắng, đất chua, đất kiềm ở trạng thái ẩm mềm

- Đất cát, đất đen, đất mùn có lẫn sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc, mùn rác, gốc dễ cây từ 10% đến 20% thể tích hoặc từ 150 đến 300 kg trong 1m 3

- Đất cát có lượng ngậm nước lớn, trọng lượng từ 1,7 tấn/1m 3 trở lên

Dùng xẻng cải tiến đạp bình thường đã ngập xẻng

- Đất đen, đất mùn ngậm nước nát dính

- Đất sét, đất sét pha cát, ngậm nước nhưng chưa thành bùn

- Đất do thân cây, lá cây mục tạo thành, dùng mai cuốc đào không thành tảng mà vỡ vụn ra rời rạc như xỉ

- Đất sét nặng kết cấu chặt

- Đất mặt sườn đồi có nhiều cỏ, cây sim, mua, dành dành

- Đất sét pha mầu xám (bao gồm mầu xanh lam, mầu xám của vôi)

- Đất mặt sườn đồi có ít sỏi

- Đất sét pha sỏi non

- Đất sét trắng kết cấu chặt lẫn mảnh vụn kiến trúc hoặc rễ cây đến 10% thể tích hoặc 50kg đến 150kg trong 1m 3

- Đất cát, đất mùn, đất đen, đất hoàng thổ có lẫn sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc từ 25% đến 35% thể tích hoặc từ > 300kg đến 500kg trong 1m 3

Dùng cuốc bàn cuốc được

- Đất sét, đất nâu rắn chắc cuốc ra chỉ được từng hòn nhỏ

- Đất chua, đất kiềm thổ cứng

- Đất mặt đê, mặt đường cũ

- Đất mặt sườn đồi lẫn sỏi đá, có sim, mua, dành dành mọc lên dầy

- Đất sét kết cấu chặt lẫn cuội, sỏi, mảnh vụn kiến trúc, gốc rễ cây >10% đến 20% thể tích hoặc 150kg đến 300kg trong 1m 3

Đá vôi phong hóa già, khi còn trong đất, có độ mềm mại nhất định, nhưng khi được khai thác ra ngoài, nó dần trở nên cứng rắn và dễ bị vỡ vụn như xỉ.

Dùng cuốc bàn cuốc chối tay, phải dùng cuốc chim to lưỡi để đào

- Đất đồi lẫn từng lớp sỏi, lượng sỏi từ 25% đến 35% lẫn đá tảng, đá trái đến 20% thể tích

- Đất mặt đường đá dăm hoặc đường đất rải mảnh sành, gạch vỡ

- Đất cao lanh, đất sét, đất sét kết cấu chặt lẫn mảnh vụn kiến trúc, gốc rễ cây từ 20% đến 30% thế tích hoặc >300kg đến 500kg trong 1m 3

Dùng cuốc chim nhỏ lưỡi nặng đến 2,5kg

IV 8 - Đất lẫn đá tảng, đá trái > 20% đến 30% thể tích

- Đất mặt đường nhựa hỏng

Dùng cuốc chim nhỏ lưỡi nặng

- Đất lẫn vỏ loài trai, ốc (đất sò) kết dính chặt tạo thành tảng được (vùng ven biển thường đào để xây tường)

- Đất lẫn đá bọt trên 2,5kg hoặc dùng xà beng đào được

9 Đất lẫn đá tảng, đá trái>30% thể tích , cuội sỏi giao kết bởi đất sét

- Đất có lẫn từng vỉa đá, phiến đá ong xen kẽ (loại đá khi còn trong lòng đất tương đối mềm)

- Đất sỏi đỏ rắn chắc

Dùng xà beng choòng búa mới đào được

Bảng 1.2: Phân cấp đất (Dùng cho công tác đào, vận chuyển, đắp đất bằng máy)

Cấp đất Tên loại đất Công cụ tiêu chuẩn xác định

Đất cát, đất phù sa cát bồi, đất mầu, đất đen, đất mùn và các loại đất khác như đất cát pha sét, đất sét, đất hoàng thổ, đất bùn thường chứa lẫn sỏi, mảnh sành, gạch vỡ, đá dăm và mảnh chai với tỷ lệ dưới 20% Những loại đất này không có rễ cây lớn, có độ ẩm tự nhiên ở dạng nguyên thổ hoặc tơi xốp, hoặc là đất được mang từ nơi khác đến và đã bị nén chặt tự nhiên Cát đen và cát vàng cũng có độ ẩm tự nhiên, cùng với sỏi, đá dăm và đá vụn được đổ thành đống.

Đất cấp I bao gồm các loại đất có chứa sỏi, mảnh sành, gạch vỡ và đá dăm với tỷ lệ từ 20% trở lên, không có rễ cây lớn và có độ ẩm tự nhiên hoặc khô Các loại đất như á sét, cao lanh, đất sét trắng và sét vàng có lẫn sỏi, mảnh sành, mảnh chai và gạch vỡ không vượt quá 20%, ở dạng nguyên thổ hoặc đã bị nén tự nhiên, cũng cần có độ ẩm tự nhiên hoặc khô rắn.

Dùng xẻng, mai hoặc cuốc bàn xắn được miếng mỏng

Đất á sét, cao lanh, sét trắng, sét vàng, sét đỏ và đất đồi núi thường chứa từ 20% trở lên các thành phần như sỏi, mảnh sành, mảnh chai và gạch vỡ, đồng thời có lẫn rễ cây Những loại đất này có trạng thái nguyên thổ, với độ ẩm tự nhiên hoặc khô cứng, và có thể được vận chuyển đến nơi khác với tình trạng đã được đầm nén.

Dùng cuốc chim mới cuốc được

Trong đất cấp III, có sự hiện diện của các loại đá như đá hòn, đá tảng, đá ong, và đá phong hóa Các loại đá này thường kết hợp với cuội sỏi, được kết dính bởi đá vôi và xít non Ngoài ra, đất cũng chứa các loại đá quặng đã được nổ mìn và vỡ nhỏ, cùng với sét.

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung kết khô rắn chắc thành vỉa

1.3.2 Các phương pháp thi công cơ bản về đất a Thi công b ằng thủ công : là người ta dùng các công cụ thông thường hay cải tiến như cuốc, xẻng, chòng để đào xúc gánh, khiêng hàng các loại xe cút kít, cải tiến để vận chuyển, các loại đầm tay và đầm cải tiến để đầm đất b Thi công bán cơ giới: kết hợp cơ giới và thủ công c Thi công cơ giới : là sử dụng các loại máy đào 1 gầu ( thuận, nghịch, dây, ngoạm) máy đào nhiều gầu, máy cạp, ủi để đào, xúc đất, dùng ôtô, guồng, băng chuyền để vận chuyển và các loại máy đầm chân dê, bánh hơi, đầm chấn động để đầm chặt d Thi công b ằng máy thủy lực : là sử dụng các thiết bị chuyên môn như súng nước, máy bơm, tàu hút hệ thống ống dẫn để tiến hành đào, vận chuyển, đắp đất e Đắp đất trong nước : đào và vận chuyển giống 2 phương pháp trên riêng việc đắp không đầm nén mà lợi dụng tác dụng của nước làm cho đất đắp trong nước có 1 kết cấu mới

Quá trình thi công đất thường gặp 3 khâu cơ bản là đào, vận chuyển, đắp như sau:

1.3.2 Công tác đào đất a.Đào đất thủ công

Trong bối cảnh thiếu máy móc và trình độ cơ giới hóa thi công còn hạn chế, việc phát triển thủy lợi đang diễn ra nhanh chóng và mạnh mẽ Do đó, việc sử dụng các công cụ lao động thủ công và các công cụ cải tiến trở nên đặc biệt quan trọng.

- Ưu điểm của phương pháp đào bằng thủ công :

Khuyến khích phát huy khả năng sáng tạo vô tận của quần chúng nhân dân bằng cách tận dụng hiệu quả các vật liệu và công cụ rẻ tiền sẵn có trong cộng đồng.

Trong bối cảnh thiếu máy móc và lao động, vẫn có thể giảm bớt công việc nặng nhọc cho người dân, từ đó nâng cao năng suất lao động và tăng cường tốc độ thi công.

- Phạm vi áp dụng hiệu quả

Hố đào nông có độ sâu từ 2 đến 3 mét, với việc vận chuyển đất sang hai phía Trước tiên, cần đào mương để tiêu nước, trong đó đáy hố phải thấp hơn 50 cm so với mương Sau khi hoàn thành, hố đào sẽ được chia thành từng khối riêng biệt.

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung đào từng lớp từ trên xuống và trong ra

+ Hố đào nông (2 - 3m) đất vận chuyển sang 1 phía: tương tự như trên những mương tiêu nước đặt về phía không vận chuyển

Khi đào hố sâu hơn 3m, cần vận chuyển đất sang hai phía Để đảm bảo an toàn, hố đào nên được chia thành nhiều lớp, mỗi lớp tương đương với việc đào một hố nông Mỗi lớp không nên vượt quá 2m, tùy thuộc vào độ sâu của hố đào.

Đào đất theo lớp nghiêng là phương pháp thích hợp cho hố đào sâu và diện tích rộng, giúp thuận tiện trong việc vận chuyển đất bằng tay và tiêu nước Độ dốc lớp nghiêng thường từ 1% đến 3%, phù hợp cho việc vận chuyển bằng xe cải tiến Ngoài ra, đào bằng cơ giới có ưu điểm như kết cấu đơn giản, năng suất cao, chi phí thấp và dễ quản lý Máy móc có thể hoạt động độc lập và có độ bền cao.

Máy đào được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng như khai thác đất tại bãi vật liệu, đào đắp kênh mương, san bằng hiện trường thi công, đắp đập, xây dựng đường sá, và đào hố móng Tuy nhiên, thiết bị này không được sử dụng để đào đất cát hoặc đất sét ướt Các loại thiết bị đào phổ biến hiện nay được minh họa trong hình H.1.3 đến H.1.5.

Hình 1.2: Máy đào một gàu

Hình 1.3: Tổ hợp máy đào gầu sấp

Hình 1.4: Các loại máy ủi c Đào bằng thủy lực

- Thi công đất bằng máy thủy lực là phương pháp thi công cơ giới hóa tổng hợp Dùng sức nước để đào đất, vận chuyển và đắp đất

- Ưu điểm của phương pháp thi công là:

+ Thi công không phụ thuộc vào thời tiết, khí hậu Cơ giới hóa cao trong cả 3 khâu: đào, vận chuyển, đắp đất

+ Giá thành vận chuyển nhỏ nhất.Thiết bị vận chuyển chỉ là đường ống thép hay mương máng, độ dài vận chuyển có khi tới hàng chục km

+ Giá thành thi công công trình hạ: 60 - 70% giá thành thi công công trình đất của các loại máy móc làm việc trên khô

+ Chất lượng công trình cao, chặt, ít lún, hạt đất có thể phân phối theo yêu cầu mặt cắt công trình

+ Không thi công được đất đá có độ dính cao hay có lẫn nhiều tảng đá lớn + Khi thi công tiêu hao lượng nước khá lớn thường 2,2m 3 /1m 3 đất

+ Năng lượng tiêu hao điện lớn 3,5 - 5KW/1m 3 đất

Các sự cố đập đất 23

Các công trình bị hư hỏng nặng thường có những hạng mục không quan trọng bị ảnh hưởng nghiêm trọng, hoặc các hạng mục quan trọng gặp sự cố lớn, điều này có thể tác động tiêu cực đến hoạt động của công trình và tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn.

- Theo thống kê năm 1992 của Bộ Thuỷ lợi [8] tình hình chung về chất lượng hồ chứa được trình bày trong bảng 1.1 và 1.2

Theo số liệu từ bảng 1.1, 39,1% hồ chứa hoạt động bình thường mà không gặp sự cố, trong khi 38,7% hồ gặp sự cố nhỏ và 22,2% hồ có sự cố lớn Cụ thể, tỷ lệ hồ lớn gặp sự cố lớn là 13%, hồ vừa là 14,3%, hồ nhỏ là 26,1%, và hồ rất nhỏ cũng có tỷ lệ tương tự.

23,7%; nghĩa là tỷ lệ sự cố lớn ở hồ nhỏ và rất nhỏ nhiều gấp 2 lần so với hồ lớn và hồ vừa

Bảng 1.3: Phân loại sự cố theo số lượng hồ chứa nước

Số TT Mức độ sự cố Theo quy mô hồ chứa (cái / %)

Tổng số Lớn Vừa Nhỏ Cực nhỏ

Bảng 1.4: Phân loại sự cố theo quy mô hồ chứa

Số TT Mức độ sự cố Số lượng theo quy mô hồ chứa (cái / %)

Lớn Vừa Nhỏ Rất nhỏ

1.4.2 Những sự cố thường gặp và nguyên nhân gây ra sự cố a Lũ tràn qua đỉnh đập

Tính toán thủy văn có thể gặp sai sót, dẫn đến việc mưa gây ra lũ nhỏ hơn thực tế, với lưu lượng đỉnh lũ và tổng lượng lũ không chính xác Các dạng lũ thiết kế không phải lúc nào cũng bất lợi, nhưng việc thiếu lưu vực có thể ảnh hưởng đến độ chính xác Hơn nữa, việc lập đường cong dung tích hồ W = f(H) và đường cong khả năng xả lũ của đập tràn Q = f(H) có thể bị sai lệch so với thực tế, cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính chính xác trong quản lý nước.

+ Cửa đập tràn bị kẹt

+ Lũ vượt tần suất thiết kê, không có tràn xả lũ dự phòng

+ Đỉnh đập thấp hơn cao trình thiết kế b Sạt mái đập thượng lưu

Biện pháp thiết kế gia cố mái cần đảm bảo khả năng chịu đựng sóng bão, tránh thi công lớp gia cố kém chất lượng như kích thước đá lát hoặc tấm bê tông nhỏ hơn thiết kế, chất lượng vật liệu không đạt yêu cầu, và đá không được chèn chặt.

+ Đất mái đập thượng lưu đầm nện không chặt hoặc không xén mái c Th ấm mạnh hoặc sủi nước ở nền đập

+ Đánh giá sai tình hình địa chất nền, để sót lớp thấm mạnh không được xử lý

Chất lượng xử lý nền kém có thể gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng, bao gồm khoan phụt không đạt yêu cầu, dọn dẹp không sạch lớp bồi tích, và thi công chân khay, sân phủ không đạt tiêu chuẩn, dẫn đến tình trạng thủng lớp cách nước.

+ Biện pháp thiết kế xử lý nền không đảm bảo chất lượng

Xử lý tiếp giáp giữa nền và thân đập có thể gặp vấn đề nếu thiết kế không đưa ra biện pháp phù hợp hoặc trong quá trình thi công không thực hiện đúng các biện pháp đã đề ra Hệ quả là có thể xảy ra hiện tượng thấm mạnh hoặc sủi nước ở vai đập.

+ Đánh giá sai tình hình địa chất nền, để sót lớp thấm mạnh không được xử lý

+ Không bóc hết lớp thảo mộc ở các vai đập

+ Đầm nện đất trên đoạn tiếp giáp ở các vai đập không tốt

+ Thi công biện pháp xử lý tiếp giáp không tốt e Thấm mạnh hoặc sủi nước ở mang công trình

+ Thiết kế không đề ra biện pháp xử lý hoặc biện pháp không tốt

Việc đắp đất ở công trình cần đảm bảo chất lượng, bao gồm việc lựa chọn kỹ lưỡng loại đất, vệ sinh sạch sẽ để loại bỏ tạp chất trước khi đắp, và thực hiện đầm nện một cách kỹ lưỡng.

+ Thực hiện biện pháp xử lý không đảm bảo chất lượng

+ Hỏng khớp nối của công trình

+ Cống bị thủng f Thấm mạnh hoặc sủi nước trong phạm vi thân đập

+ Bản thân đất đắp đập có chất lượng không tốt, hàm lượng cát, bụi, dăm sạn nhiều, hàm lượng sét ít, đất bị tan rã mạnh

Kết quả khảo sát không chính xác do thực hiện khảo sát sơ sài và khối lượng khảo sát hạn chế, dẫn đến việc cung cấp sai các chỉ tiêu cơ lý lực học Việc không thí nghiệm đầy đủ các chỉ tiêu cần thiết đã gây ra đánh giá sai về chất lượng đất đắp.

+ Chọn dung trọng khô thiết kế quá thấp, nên đất sau khi đầm vẫn tơi xốp, bở rời

Không có biện pháp xử lý độ ẩm thích hợp dẫn đến tình trạng độ ẩm của đất đắp không đồng đều, với những khu vực khô và ẩm khác nhau Hệ quả là đất sau khi đắp có chỗ chặt chẽ, trong khi những chỗ khác vẫn rời rạc và tơi xốp.

Đất được đầm nện không đạt yêu cầu về độ chặt do lớp đất rải dày quá quy định và số lần đầm ít, dẫn đến độ chặt không đồng đều Phần trên của lớp đất có độ chặt cao, trong khi phía dưới vẫn tơi xốp, tạo ra các lớp đất yếu nằm ngang trên bề mặt lớp đầm.

+ Thiết kế và thi công không có biện pháp xử lý khớp nối thi công do phân đoạn đập để đắp trong quá trình thi công

+ Thiết bị tiêu nước bị tắc g Nứt ngang đập

+ Lún nền đột biến do chất lượng nền kém;

+ Lún không đều, đột biến trong thân đập do chênh lệch đột biến về địa hình nền đập không được xử lý tốt

Đất đắp đập có khả năng lún ướt cao hoặc dễ tan rã, nhưng trong quá trình khảo sát có thể không phát hiện ra vấn đề này, hoặc nếu có phát hiện, thiết kế kết cấu đập lại không hợp lý, dẫn đến tình trạng nứt dọc đập.

+ Nước hồ chứa dâng cao đột ngột gây ra tải trọng trên mái đập thượng lưu tăng đột biến

+ Nước hồ rút xuống đột ngột gây ra giảm tải đột ngột trên mái thượng lưu + Nền đập bị lún trên chiều dài dọc tim đập

Đất đắp đập khối thượng lưu có thể gặp tình trạng lún ướt hoặc tan rã mạnh, tuy nhiên trong quá trình khảo sát có thể không phát hiện ra vấn đề này, hoặc nếu có, thiết kế kết cấu của đập lại không hợp lý Hệ quả có thể dẫn đến nứt nẻ sâu ở mặt hoặc mái đập.

Do đất đắp thuộc loại trương nở tự do mạnh n Trượt sâu mái đập thượng lưu

+ Bão lớn sóng to kéo dài, đầu tiên phá hỏng lớp gia cố, tiếp đó phá khối đất ở phần thượng lưu thân đập

+ Nước hồ rút đột ngột ngoài dự kiến thiết kế

+ Sức bền của đất đắp đập không đảm bảo các yêu cầu của thiết kế

+ Thiết kế chọn tổ hợp tải trọng không phù hợp với thực tế

+ Thiết kế chọn sai sơ đồ tính toán ổn định

+ Chất lượng thi công đất đắp đập không đảm bảo yêu cầu thiết kế

+ Địa chất nền đập xấu không được xử lý m Trượt sâu mái đập hạ lưu

+ Địa chất nền xấu hơn dự kiến của thiết kế do khảo sát đánh giá không đúng với thực tế

+ Sức bền của đất đắp đập kém hơn dự kiến của thiết kế do đánh giá sai các chỉ tiêu về chất lượng đất đắp đập

+ Nền đập bị thoái hoá sau khi xây dựng đập nhưng khi khảo sát và thiết kế đã không dự kiến được

+ Thiết kế chọn sai tổ hợp tải trọng

+ Thiết kế chọn sai sơ đồ hoặc phương pháp tính toán

+ Chất lượng thi công đất đắp đập không đảm bảo

+ Thiết bị tiêu nước bị tắc làm dâng cao đường bão hoà

Tiêu thoát nước mưa kém trên mái hạ lưu có thể dẫn đến tình trạng bão hòa nước, làm ảnh hưởng đến toàn bộ thân đập Khi mưa kéo dài, điều này có thể gây ra các sự cố nghiêm trọng cho đập đất.

Hình 1.5: Bị xói ngầm thân đập

Hình 1.6: Vỡ đập do xói ngầm

Hình 1.8: Sạt mái hạ lưu

Hình 1.9: Sạt mái thượng lưu

Những bài học kinh nghiệm thiết kế, thi công đập đất 29

Qua những sự cố về đập theo thống kê trên, khi thiết kế thi công đập đất đầm nén cần lưu ý các phần sau:

1.5.1 Nền đập a Về thiết kế

Để đảm bảo chất lượng và ổn định cho nền đập, cần đánh giá đầy đủ tình hình hiện tại, đề xuất các biện pháp xử lý thích hợp nhằm duy trì ổn định lực, kiểm soát lún, ổn định thấm, và đảm bảo sự liên kết tốt với thân đập trong quá trình thi công.

Cần đánh giá sự tương thích giữa hồ sơ thiết kế và thực tế sau khi mở móng công trình Nếu phát hiện sự khác biệt, cần thực hiện biện pháp thi công bổ sung hoặc thông báo cho TVTK để nghiên cứu các giải pháp đảm bảo chất lượng.

Cần kiểm tra tính chính xác của tài liệu thiết kế so với thực tế và yêu cầu thiết kế bổ sung nếu có sai khác Đồng thời, kiểm tra biện pháp thi công của nhà thầu để đảm bảo chất lượng xử lý nền đúng theo yêu cầu thiết kế Khi phát hiện hồ sơ thiết kế không đảm bảo, cần báo cáo ngay cho chủ đầu tư để có điều chỉnh kịp thời Chỉ nghiệm thu chuyển giai đoạn khi việc xử lý nền đạt yêu cầu.

1.5.2 Đất đắp đập a Thiết kế

Khi xây dựng đập, việc lựa chọn loại đất phù hợp là rất quan trọng, cần cân nhắc kỹ lưỡng các chỉ tiêu thiết kế về đất và độ chặt của nó Cần bố trí hợp lý từng loại đất trên mặt cắt đập, đặc biệt lưu ý đến các loại đất có hàm lượng sét trên 30% hoặc dưới 10%, độ ẩm lớn hơn 30% hoặc nhỏ hơn 10%, cũng như các tính chất đặc biệt như trương nở, tan rã, co ngót và lún ướt.

- Phải lấy đất đúng vị trí quy hoạch của thiết kế, trước khi thi công kiểm tra các chỉ tiêu cơ lý của đất đắp

- Vị trí của từng loại đất trong thân đập phải tuân thủ theo đồ án thiết kế

- Lập biện pháp thi công hợp lý và phổ biến đến từng người công nhân về yêu cầu chất lượng các khối đắp

- Lấy mẫu kiểm tra độ chặt từng lớp đắp ứng với từng loại đất tuân thủ theo quy phạm hiện hành c Giám sát

Kiểm tra sự phù hợp của bãi vật liệu và phạm vi khai thác là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng Cần xác định chiều sâu khai thác và thực hiện bóc bỏ tầng phủ một cách chính xác Đồng thời, việc kiểm tra tính đồng nhất của đất cũng góp phần nâng cao hiệu quả khai thác.

Giám sát vị trí và loại đất trong thân đập theo thiết kế là rất quan trọng Nhà thầu xây lắp cần phải định vị chính xác trên mặt bằng và chiều cao của từng lớp đất.

Cần giám sát chặt chẽ từng công đoạn của quá trình đắp, bao gồm việc kiểm soát độ ẩm, chiều dày lớp rải, cũng như vị trí và tần suất lấy mẫu để kiểm tra độ chặt, đồng thời xử lý các vị trí tiếp giáp một cách hiệu quả.

- Kiểm tra việc lựa chọn đất và các chỉ tiêu tính toán của thiết kế

1.5.3 Xử lý tiếp giáp a Thiết kế

Để đảm bảo chất lượng cao cho các chỗ tiếp giáp, cần chú trọng đến sự kết dính giữa hai lớp đắp và lớp đất đắp với nền Việc thi công cần có biện pháp đặc biệt và cụ thể nhằm đạt và vượt yêu cầu thiết kế cho các chỗ tiếp giáp Đồng thời, giám sát cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này để đảm bảo mọi tiêu chuẩn được thực hiện đúng cách.

Các bên phối hợp chặt chẽ để giám sát liên tục 24/24 trong quá trình thi công phần tiếp giáp, đồng thời kịp thời bổ sung biện pháp xử lý phù hợp theo tình hình thực tế Khi thi công không đạt yêu cầu, cần phải xử lý quyết liệt, không cho phép tồn tại các vấn đề chưa được giải quyết.

Kết luận chương 1 31

- Thi công đập đất phụ thuộc rất nhiều yếu tố, nghiên cứu các ảnh hưởng của nó để chọn giải pháp tổ chức thi công hợp lý

Nguồn gốc hình thành đất, đặc biệt là đất Miền Trung, có ảnh hưởng lớn đến quá trình thiết kế, thi công và vận hành của đập đất Để tối ưu hóa các đặc điểm tích cực và khắc phục những nhược điểm, chương này sẽ nghiên cứu các tác động của loại đất này.

Phương pháp thi công đập đất tại Miền Trung thường được thực hiện bằng cách đầm nén, đây là phương pháp phù hợp nhất cho điều kiện địa hình và khí hậu của khu vực này.

NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN THIẾT KẾ & THI CÔNG ĐẬP ĐẤT

Đặc tính kỹ thuật đất Miền Trung khi tiếp xúc với nước 43

2.2.1 Tính trương nở a Định nghĩa và các đặc trưng của tính trương nở

Tính trương nở là hiện tượng tăng thể tích của đất khi độ ẩm gia tăng, chủ yếu do sự thuỷ hợp và sự hình thành nước liên kết yếu trong đất Hiện tượng này làm giảm lực dính giữa các hạt đất, dẫn đến sự phân ly và tăng thể tích Đặc điểm này phụ thuộc vào thành phần khoáng vật có trong đất, và khả năng trương nở của đất được thể hiện qua các chỉ số đặc trưng cụ thể.

- Hệ số trương nở tự do (R n ) là sự thay đổi chiều cao (hoặc thể tích) mẫu đất và được thể hiện bằng tỷ lệ phần trăm theo công thức 2.1

R n = (hc – hd) /hd (%) Trong đó: hd,hc là chiều cao ban đầu khi chưa trương nở và chiều cao cuối cùng khi kết thúc trương nở

- Áp lực trương nở P N : là áp lực mà tại đó không thể xảy ra biến dạng trong quá trình trương nở

Độ ẩm trương nở W N là mức độ ẩm mà tại đó đất ngừng hút nước, đánh dấu sự kết thúc của quá trình trương nở Hiện tượng trương nở này phản ánh sự thay đổi trong cấu trúc đất khi hấp thụ nước.

Tính trương nở của đất chủ yếu phụ thuộc vào thành phần chất keo, với kích thước hạt keo nhỏ hơn 0,0001mm Trong địa kỹ thuật, hạt sét được coi là chất keo do hình dạng không đồng nhất và diện tích bề mặt lớn Cơ chế liên kết giữa các hạt thô, bao gồm lực bề mặt, lực hút, lực tĩnh điện và lực liên kết ion, không chỉ ảnh hưởng đến khả năng trương nở mà còn quan trọng trong quá trình tan rã của đất.

Hiện nay, có nhiều phương pháp phân loại trương nở được áp dụng ở Việt Nam và trên thế giới, chủ yếu dựa vào giới hạn Atterberg và sự trương nở thể tích Một số phương pháp chú trọng đến thành phần hạt keo và các chỉ số khác, trong khi một số khác chỉ dựa vào khả năng trương nở thí nghiệm Tóm lại, có hai hệ thống chính để phân loại trương nở.

Dựa vào kết quả trương nở, việc phân loại được thực hiện theo tiêu chuẩn Liên Xô và Việt Nam Hệ số trương nở R N được đánh giá và phân thành 4 cấp, như được thể hiện trong bảng 2.13.

Bảng 2.13: Tiêu chuẩn phân loại theo tiêu chuẩn Liên Xô Độ Trương nở % Phân loại trương nở

Dựa vào giới hạn Atterberg và chỉ số khác làm cơ sở (tiêu chuẩn Mỹ và các nước phương Tây) Phương pháp này chia ra nhiều cấp

* Phân loại 1: Dựa vào chỉ số trương nở EI = 100∆hxF, phân thành 5 cấp như bảng 2 14

Bảng 2.14: Tiêu chuẩn phân loại trương nở dựa theo chỉ số EI

EI Phân loại trương nở

* Phân loại 2 : Phân loại trương nở dựa vào chỉ số dẻo

Chỉ số dẻo PI % Phân loại trương nở

> 35 Rất mạnh d Các yếu tố ảnh hưởng đến độ trương nở

Các kết quả thí nghiệm cho thấy đất sét thuộc tàn tích trên đá trầm tích Lục Nguyên, đất sét trầm tích cổ và bồi tích hiện đại đều có tính trương nở Mức độ trương nở của đất thay đổi tùy thuộc vào điều kiện môi trường, địa hình và thuỷ văn, với sự phân loại từ mạnh đến yếu Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng sự trương nở phụ thuộc vào hàm lượng hạt keo và độ ẩm ban đầu trong điều kiện có áp lực.

- Ảnh hưởng của tổ hợp cấu tạo đất

Kết quả thí nghiệm từ một số công trình tại Miền Trung cho thấy mức độ trương nở của đất phụ thuộc vào hàm lượng sét (d < 0,005mm) và hạt sỏi sạn (d > 2mm).

Bảng 2 15: Hệ số trương nở tự do của loại đất hàm lượng hạt sét khác nhau

* Mẫu hồ CK7 Ninh Thuận

TN Hạt sét % Độ ẩm

* Mẫu mỏ VĐ1, VĐ2, VĐ7 Hồ Tả Trạch

TN Hạt sét % Độ ẩm

Bảng 2.16 : Hệ số trương nở tự do của mẫu có hàm lượng sỏi sạn (d>2mm) khác nhau

(Mẫu đất Hồ Thuận Ninh – Bình Định)

+ Định nghĩa và các đặc trưng của tính tan rã:

Tan rã là hiện tượng khi đất, đặc biệt là hạt sét, được ngâm trong nước và chuyển thành dạng keo Tính tan rã của các loại đất phân tán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần khoáng - hoá, cấu trúc, độ ẩm, cũng như thành phần và nồng độ dung dịch trong đất.

+ Bản chất của hiện tượng tan rã:

- Cấu tạo khoáng sét: Cấu trúc hình thành nên khoáng sét có ba dạng khối cơ bản sau:

- Khối tứ diện nhân Silicát

- Khối bát diện nhân nhôm (Gibbsite)

- Khối bát diện nhân Manhê (Brucite)

Các khối cơ bản kết nối với nhau tạo thành các tấm liên kết, và các tấm này tiếp tục liên kết để hình thành khoáng sét Hiện tại, nhiều loại liên kết của khoáng sét đã được phát hiện Theo nghiên cứu của TS Lê Quang Thế, có các loại liên kết cơ bản.

Có 3 loại liên kết cơ bản trong khoáng sét đó là:

- Liên kết hoá trị: Là liên kết giữa hai nguyên tử mà chúng cùng chia sẻ một hay nhiều điện tích

- Liên kết ion: Là liên kết giữa các ion trái dấu

- Liên kết kim loại: Liên kết này ít ảnh hưởng đến cấu trúc liên kết của khoáng sét b Liên kết cơ sở

Liên kết Hydro là lực hút giữa các cực mang điện tích trái dấu, trong đó nguyên tử hydro đóng vai trò là cực dương, tham gia vào quá trình liên kết với điện tích âm.

Liên kết Vanđowa xảy ra khi các điện tích quay xung quanh hạt nhân nguyên tử tạo ra mật độ điện tích không đồng đều, dẫn đến sự hình thành điện cực yếu và không ổn định Hiện tượng này gây ra lực tương tác nhỏ hơn giữa các nguyên tử, được gọi là liên kết Vanđowa.

- Liên kết hydro với nước lưỡng cực

Khoáng sét có bề mặt mang điện tích âm, thu hút các ion dương xung quanh như Ca++, Na+, Mg++, và Al+++ Các ion này di chuyển gần bề mặt khoáng sét trong cấu trúc tấm và thường xuyên thay thế lẫn nhau, đẩy xa các ion âm Sự thay thế đồng dạng này diễn ra liên tục, tạo ra sự biến động trong liên kết các ion.

Liên kết ion dương giữa các lớp, như Mg++ và Fe++, nằm xen kẽ giữa các tấm, tạo ra lực liên kết mạnh mẽ và không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của nước trong môi trường.

+ Cấu trúc lớp nước quanh hạt sét

Hạt sét luôn mang điện tích âm, được cân bằng bởi các hạt mang điện tích trái dấu xung quanh Trong trạng thái khô, lực liên kết giữa hạt sét âm và các ion dương như Na+, Mg++, K+, và Ca++ rất bền vững Khi nước được bổ sung, các ion di chuyển và tạo ra lực tương tác thay đổi giữa các khoáng sét, ảnh hưởng đến cấu trúc tấm của khoáng sét Sự thay thế này phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau.

- Hoá trị: Nguyên tử có hoá trị cao hơn thay thế cho nguyên tử hoá trị thấp

- Mật độ các ion: Trong môi trường giàu một loại ion

Ion có điện tích cao như Ca++ có khả năng thay thế ion có điện tích thấp như Na+ trong môi trường giàu Na+ Nghiên cứu cho thấy sự can thiệp của Na+ ở lớp áo điện tích giảm, làm giảm chiều dày lớp khuyếch tán đôi và tăng cường lực hút tĩnh điện giữa các hạt sét, từ đó giảm khả năng bị tan rã của chúng.

+ Định nghĩa và các đặc trưng của tính lún ướt:

Những nhân tố tự nhiên, kỹ thuật ảnh hưởng đến thiết kế, thi công đập ở Miền Trung 50

Miền Trung có khí hậu nhiệt đới gió mùa với mùa khô từ tháng 2 đến tháng 8 và mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 1 năm sau Trong mùa mưa, lượng mưa cao và kéo dài, dẫn đến độ ẩm đất tại mỏ tăng cao, cần có biện pháp xử lý độ ẩm và bảo vệ khối lượng đã thi công Ngược lại, mùa khô có độ ẩm không khí thấp và cường độ năng cao, khiến độ ẩm đất ở mỏ vật liệu và bãi đắp giảm nhiều, không đủ điều kiện để đầm nện Những biến đổi này làm cho quá trình trương nở - co ngót của đất diễn ra phức tạp theo mùa, ảnh hưởng lớn đến sự ổn định của kết cấu đập.

Khu vực Miền Trung có địa hình dốc, với khoảng 80% lượng mưa hàng năm tập trung trong mùa mưa, dẫn đến tình trạng lũ lụt nhanh chóng Độ dốc lớn của hai vai sông tạo ra sự chênh lệch lún lớn giữa lòng sông và bờ, ảnh hưởng đến an toàn của các công trình đập.

2.3.3 Đặc tính kỹ thuật của đất đắp Đối với đất đắp đập trong phạm vi nghiên cứa có nguồn gốc bồi tích cổ và hiện đại, đất sườn tàn tích từ granit có chứa khoáng vật Montmorillonite Ở điều kiện tự nhiên, có cấu trúc nguyên dạng, mức độ trương nở tự do của chúng không đáng kể Nhưng khi phá vỡ kết cấu, đầm nén lại đất lại có tính trương nở khi độ ẩm tăng

Kết quả nghiên cứu cho thấy mức độ trương nở tự do của đất đắp đập phụ thuộc vào:

- Cùng một độ ẩm ban đầu (W), khi dung trọng khô (γ c ) càng lớn thì mức độ trương nở càng lớn

- Cùng một dung trọng khô ban đầu đất có độ ẩm càng lớn thì mức độ trương nở càng nhỏ

Khi so sánh độ ẩm, đất có hàm lượng hạt sét cao sẽ có độ chặt lớn và khả năng trương nở cao, trong khi đất chứa nhiều hạt thô sẽ có tính trương nở thấp hơn.

Khi áp lực bên ngoài lớn hơn áp lực trương nở của đất, mẫu đất không có sự trương nở tự do, được gọi là trương nở trong điều kiện có áp, giúp duy trì tính chống cắt và giảm tính thấm, hữu ích cho các kết cấu chống thấm Nhiều phương pháp phân loại trương nở được áp dụng trên thế giới, mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng, trong đó một số đã được giới thiệu tại Việt Nam Đặc tính thứ hai của đất đắp đập Miền Trung là tính tan rã, phụ thuộc vào dung trọng đầm nện, độ ẩm và tính tinh khiết của nước hồ; để chống tan rã, có thể gia tăng nồng độ ion Canxi bằng cách trộn vôi bột vào đất với hàm lượng 1-3% Giải pháp khác là sử dụng vật liệu giàu vôi trong khối thượng lưu hoặc đá mạt từ mỏ đá vôi thay cho lớp đệm trong kết cấu tầng lọc Đặc tính thứ ba là tính lún ướt, phụ thuộc vào dung trọng đầm nện và độ ẩm; nếu chọn độ ẩm đầm nện phù hợp và hệ số đầm nện k ≥ 0,95, đất sẽ không bị ảnh hưởng Cuối cùng, tính co ngót khi khô xảy ra khi độ ẩm của đất tại bãi khai thác thấp hơn độ ẩm tối ưu, cần gia tăng độ ẩm để đạt yêu cầu, và mặt khối đắp cần được bảo vệ để hạn chế hiện tượng co ngót.

Tiêu chuẩn, quy định thiết kế đập đất hiện nay 52

Khi thiết kế, thi công đập đất đầm nén căn cứ chính vào tiêu chuẩn sau:

- Tiêu chuẩn ngành 14TCN 157- 2005 tiêu chuẩn thiết kế đập đấn đầm nén

- Tiêu chuẩn ngành 14TCN 20 - 2004 tiêu chuẩn kỹ thuật thi công và nghiệm thu

Trong quá trình áp dụng còn một số tồn tại sau:

2.4.1 Chọn tần suất dẫn dòng

Khi lựa chọn tần suất dẫn dòng thi công mùa lũ qua công trình chính bằng vật liệu địa phương đang xây dở, tiêu chuẩn TCXDVN 285 - 2002 quy định tần suất lưu lượng và mực nước lớn nhất cho công trình tạm thời Cụ thể, công trình cấp I và II có tần suất 5%, trong khi cấp III, IV, V là 10% Theo ghi chú tại điều 4.2.6, nếu thiết kế với tần suất nêu trong bảng 4.6 có thể gây thiệt hại cho công trình chính và tổn thất lớn về người, tài sản hạ lưu, cơ quan thiết kế cần đề xuất tăng mức bảo đảm Tuy nhiên, thực tế cho thấy việc kiến nghị tăng mức này thường gặp khó khăn do chi phí Do đó, trong thiết kế dẫn dòng Đập Cửa Đạt, tần suất lưu lượng dẫn dòng được chọn là P = 5%, tương ứng với Qp = 5% = 5.050m³/s, nhằm đảm bảo an toàn cho công trình trong mùa lũ.

7.000 m 3 /s tương ứng lũ tần suất 1% dẫn đến phần công trình dẫn dòng bị phá vỡ gây thiệt hại khoảng 200tỷ

Từ sự cố đập Cửa Đạt, cần có quy định riêng cho các công trình tạm thời sử dụng để dẫn dòng thi công Các công trình này phải được phân loại cấp công trình và xác định tần suất tương ứng với cấp công trình chính tại thời điểm dẫn dòng.

2.4.2 Chọn độ vượt cao của đỉnh

Theo điều 4 mục 4.1.2 tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén quy định độ vượt cao của đỉnh đập theo công thức: h đ = ∆h +hsl +a Trong đó:

∆h: chiều cao nước dênh do sóng (m) h sl : chiều cao sóng leo do sóng (m)

Nghiên cứu giải pháp và công nghệ xây dựng đập đất trong điều kiện độ ẩm cao tại Miền Trung cho thấy rằng chiều cao an toàn của đập cần được xác định theo bảng 4.1 (Tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén), phụ thuộc vào cấp công trình và điều kiện làm việc Tuy nhiên, với sự biến đổi khí hậu hiện nay, đặc biệt là những trận lũ lụt vừa qua tại Miền Trung, việc tuân thủ tiêu chuẩn này không còn đảm bảo an toàn cho các công trình.

Tác giả kiến nghị đối với Miền Trung nên có tiêu chuẩn riêng cho thiết kế và thi công đập đất đầm nén

2.4.3 Chọn độ đầm nén chặt của đất khi thiết kế Độ chặt là tỉ số của dung trọng khô thiết kế yêu cầu đất đắp thân đập (γ ktk ) với dung trọng khô lớn nhất đạt được bằng đầm thí nghiệm proctor trong phòng (γkmax) Tuỳ thuộc loại đập mỗi nước chọn chỉ số k khác nhau a Cách chọn độ chặt của một số nước

- Tiêu chuẩn Mỹ K ≥ 0,93 ÷ 0,98 cho đập cao

Định dạng
Số trang	104
Dung lượng	3,73 MB