TCVN:2021 Công trình Thủy Lợi - Tường hào Bentonite chống thấm nền Yêu cầu thiết kế Bentonite sullry wall – Design Requimen

Tường hào xi măng – bentonite cement – bentonite cutoff wall Là tường hào bentonite sử dụng dung dịch xi măng - bentonite để giữ ổn định vách trong quá trình đào hào, dung dịchnày sau đó

Mục lục

Trang

1 Phạm vi áp dụng 3

2 Tài liệu viện dẫn 3

3 Thuật ngữ và định nghĩa 3

4 Quy định chung 5

5 Yêu cầu về vật liệu 5

6 Khảo sát địa chất 7

7 Lựa chọn hình thức tường hào 8

8 Tính toán thiết kế tường hào 8

9 Tính toán thấm 12

10 Tính toán ổn định vách hào 14

11 Tính toán ứng suất biến dạng 15

12 Bố trí thiết bị quan trắc 15

13 Thiết kế phân đợt, phân đoạn thi công tường hào bentonite 15

14 Yêu cầu về môi trường, cảnh quan và thẩm mỹ: 16

Phụ lục A_Hiệu quả của chiều sâu tường hào 17

Phụ lục B_Các phương pháp tính toán ổn định vách hào 21

TCVN :2021

Lời nói đầu

TCVN:2021, Tường hào bentonite – Yêu cầu thiết kế được xây dựngtheo quy định của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và Nghị định

số 127/2007/NĐ-CP ngày 01/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thihành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật

TCVN :2021 do Trường Đại học Thủy lợi xây dựng, Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN:2021

Công trình Thủy Lợi - Tường hào Bentonite chống thấm nền

Yêu cầu thiết kế

Bentonite sullry wall – Design Requiment

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định kỹ thuật cho công tác thiết kế tường hào Bentonite chống thấm cho đập và nền của côngtrình thủy lợi xây mới hoặc sửa chữa Đối với các công trình loại khác có sử dụng tường hào bentonite để tăng cườngkhả năng chống thấm có thể xem xét áp dụng tiêu chuẩn này

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì

áp dụng phiên bản được nêu Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có)

TCVN 2683:2012 về Đất xây dựng - Lấy mẫu, bao gói, vận chuyển và bảo quản mẫu;

TCVN 3106:1993 Hỗn hợp bê tông nặng – phương pháp thử độ sụt;

TCVN 8215:2009 Công trình thủy lợi - Các quy định chủ yếu về thiết kế bố trí thiết bị quan trắc cụm công trình đầumối;

TCVN 8216:2018 Công trình thủy lợi - Thiết kế đập đất đầm nén;

TCVN 8297:2018 Công trình thủy lợi – Đập đất đầm nén – Thi công và nghiệm thu;

TCVN 8477:2018 Công trình thủy lợi - Yêu cầu về thành phần, khối lượng khảo sát địa chất trong các giai đoạn lập

TCVN 10302:2014 Phụ gia hoạt tính tro bay dùng cho bê tông, vữa xây và xi măng;

TCVN 11586:2016 Xỉ hạt lò cao nghiền mịn dùng cho bê tông và vữa;

TCVN 11893:2017 Vật liệu Bentonite - Phương pháp thử;

3 Thuật ngữ và định nghĩa

3.1

Tường hào bentonite (bentonite cutoff wall)

Là kết cấu chống thấm được xây dựng bằng việc đào một hào hẹp có vách thẳng đứng Trong quá trình đào hào, vách hào được giữ ổn định bằng dung dịch bentonite hoặc xi măng bentonite Sau khi kết thúc quá trình đào, hào được lấp đầy bằng các loại vật liệu có hệ số thấm nhỏ Trong tiêu chuẩn này đề cập đến hai loại tường hào là tường hào xi măng – bentonite và tường hào đất – bentonite

3.2

Tường hào xi măng – bentonite (cement – bentonite cutoff wall)

Là tường hào bentonite sử dụng dung dịch xi măng - bentonite để giữ ổn định vách trong quá trình đào hào, dung dịchnày sau đó đông cứng tạo thành tường hào

3.3

Tường hào đất - bentonite (soil-bentonite cutoff wall)

Là tường hào bentonite sử dụng dung dịch bentonitte để giữ ổn định vách trong quá trình đào hào, hào sau đó được lấp đầy bằng hỗn hợp đất đào ra từ hào trộn với bentonite

3.4.

Dung dịch bentonite (bentonite slurry)

Là dung dịch được tạo thành bởi việc trộn bột bentonite khô với nước sạch bằng máy trộn dung dịch tốc độ cao và được ủ đến khi đạt yêu cầu kỹ thuật

3.5

Dung dịch xi măng – bentonite (cement bentonite slurry)

Là dung dịch được trộn giữa dung dịch benton với xi măng

3.6

Độ dày màng sét (Cake thickness)

Độ dày màng sét là chiều dày của lớp sét, đặc trưng cho khả năng tạo thành vách của dung dịch bentonite

3.7

Lượng tách nước (Filtrate loss)

Lượng tách nước của dung dịch là lượng nước tách ra khỏi dung dịch dưới tác dụng của áp suất dư

3.8

Giới hạn địa tầng (confining stratum)

Là mặt tầng không thấm hoặc nền đá rắn chắc

3.9

Tường dẫn hướng (guide wall)

Là tường được xây dựng phía trên đỉnh hào để kiểm soát tuyến và độ nghiêng của tường hào, cho phép đào hào theo phương thẳng đứng đồng thời tăng ổn định của phía trên vách hào đối với tường hợp có các thiết bị thi công nặng chạy gần mép hào

3.11

Đáy tường hào (bottom of slurry wall)

Là giới hạn dưới của tường hào

3.12

Đỉnh tường hào (top of slurry wall)

Là giới hạn trên của tường hào.

3.13

Tim tuyến (Center line)

Đường nối liền các điểm giữa của đỉnh tường hào và chạy dọc theo chiều dài đập Tim tuyến có thể là đường thẳng,đường gẫy khúc

3.14

Vách hào (Trench side)

Vách hào là phần đất thẳng đứng ở hai bên hào, xuất hiện khi đào hào

4 Quy định chung

4.1 Vách hào phải đáp ứng yêu cầu ổn định trong mọi điều kiện làm việc suốt thời gian thi công.

4.2 Tường hào bentonite phải đảm bảo điều kiện chống thấm để không xảy ra thấm vượt quá lưu lượng và vận tốc cho

phép, gây xói ngầm, bóc/cuốn trôi vật liệu tường và công trình uy hiếp tính bền vững và tuổi thọ công trình

4.3 Bề rộng của tường hào phải đủ rộng để đảm bảo không phát sinh hiện tượng xuyên thủng, hiện tượng nứt gãy thủy

lực trong thân hào

4.4 Tường hào bentonite phải có đủ độ cao an toàn có tính đến biến dạng và cố kết của tường hào.

4.5 Tường hào phải đảm bảo không phát sinh dòng thấm tại các vị trí tường tiếp xúc với công trình khác.

4.6 Tường hào phải có khả năng chịu biến dạng để đảm bảo không bị nứt khi đập và nền cố kết.

4.7 Tính toán về ổn định, thấm, ứng suất và biến dạng của đập theo các tiêu chuẩn hiện hành và theo yêu cầu của

nhiệm vụ dự án

4.8 Phải đảm bảo tính liên tục và đồng nhất của hào.

5 Yêu cầu về vật liệu

5.1 Đất

Đất để làm tường hào đất-bentonite nên là đất đào từ trong đập, nền Để đảm bảo yêu cầu chống thấm đất phải đảmbảo có thành phần hạt mịn (d<0.074mm) chiếm tỷ lệ theo trọng lượng lớn hơn 20% và không vượt quá 50%

Trong trường hợp đất đào từ hào không đáp ứng được yêu cầu về cấp phối (có quá nhiều hạt thô hoặc đường cấp phối

có bước nhảy) cần bổ sung thêm loại đất khác để đảm bảo yêu cầu về thành phần hạt mịn và cấp phối trước khi chếtạo vữa đất-bentonite

Khi thiết kế thành phần cấp phối của đất có thể tham khảo trong bảng 1 Tuy nhiên, kích thước hạt lớn nhất nên giới

hạn đến 25-28mm để giảm thiểu sự phân tách trong quá trình đổ hỗn hợp đất-bentonite vào hào

Bảng 1 Giới hạn cấp phối tiêu biểu của đất dùng trong tường hào đât-bentonite

Đường kính mắt sàng

Phần trăm trọng lượng chui qua mắt sàng

5.4 Phụ gia hoá học

Khi phải thi công hào sâu, thời gian đào hào kéo dài, cần sử dụng phụ gia chậm đông kết để tránh dung dịch bentonite đông kết trong quá trình thi công Một số loại phụ gia có thể ảnh hưởng đến hệ số thấm của tường hào, do

ximăng-đó khi thiết kế cần quy định loại/các loại phụ gia được sử dụng trong quá trình thi công

5.5 Xi măng

Xi măng sử dụng là xi măng Poóc lăng có các thông số kỹ thuật tuân theo TCVN 2682 xi măng Poóc lăng yêu cầu

-kỹ thuật

5.6 Tro bay

Tro bay được xử dụng như chất lấp nhét hạt mịn đối với tường hào đất-bentonite

Tro bay sử dụng là loại tro bay có thông số kỹ thuật tuân thủ theo TCVN 10302 phụ gia hoạt tính tro bay dung cho bêtông, vữa xây và xi măng

Dung dịch để giữ ổn định vách hào

Dung dịch cần có khối lượng riêng, độ nhớt càng lớn càng tốt, và mức độ tách nước càng ít càng tốt

Dung dịch giữ vách thường có hàm lượng bentonite (tỷ lệ bentonite/ nước) từ (5-6)% theo khối lượng

Trong trường hợp dung dịch chỉ được sử dụng để giữ ổn định vách trong quá trình đào hào và sau đó được thay thế bằng vật liệu lấp hào, khối lượng riêng tối đa cần được quy định nhỏ hơn 85% khối lượng thể tích của vật liệu lấp hào

để đảm bảo vật liệu lấp hào có thể dễ dàng thay thế dung dịch

Hàm lượng cát cao trong dung dịch bentonite làm tăng khối lượng riêng dung dịch bentonite làm ảnh hưởng đến quá trình lấp hào Đồng thời hàm lượng cát cao có thể gây lắng đọng tại đáy hào tạo nên lớp thấm mạnh Cần phải kiểm tra hàm lượng cát có trong dung dịch trong hào, đặc biệt tại gần đáy hào Khi hàm lượng cát vượt quá 15% cần loại bỏcát khỏi dung dịch bằng các thiết bị khử cát

Độ nhớt của dung dịch trước khi bơm vào hào cần đạt trong phạm vi 40-50 giây

Bảng 2 Chỉ tiêu tính năng ban đầu của dung dịch bentonite

1 Khối lượng riêng 1.05 ¸ 1.15g/cm3 Tỷ trọng kế

3 Hàm lượng cát < 6%

5 Lượng mất nước < 30ml/30phút Dụng cụ đo lượng mất nước

6 Độ dày áo sét 1 - 3mm/30phút Dụng cụ đo lượng mất nước

6.1 Yêu cầu khảo sát.

Khảo sát địa chất dọc theo tim của tường hào cần cần tuân thủ theo TCVN 8477 Khối lượng khoan và lấy mẫu phảiđảm bảo mô tả mặt cắt địa chất tuyến làm tường hào Yêu cầu khảo sát tối thiểu phải bằng khảo sát dọc tim đập theocác giai đoạn tương ứng

6.2 Các thông tin về địa chất để phục vụ thiết kế và xây dựng

Hoạt động khảo sát bao gồm:

Mô tả chính xác địa tầng, phân bố của các loại đất tại vị trí tuyến hào dự kiến;

Chiều sâu đến nền đá gốc hoặc tầng không thấm (để xác định cao trình đáy tường hào);

Cao trình mực nước ngầm và sự biến thiên mực nước ngầm theo thời gian;

Lấy mẫu đá gốc để xác định độ cứng, mức độ phong hóa vv…;

Xác định các tính chất của đất như loại đất, cấp phối hạt, kích thước hạt lớn nhất;

Xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất;

Xác định khả năng xuất hiện các lớp đất yếu;

Các đứt gãy và tình trạng hoạt động của nó, các kẽ nứt lớn có khả năng xảy ra sự cố hoặc mất dung dịch đào hào trong quá trình thi công;

Khả năng xuất hiện đá mồ côi có kích thước lớn

6.3 Báo cáo địa kỹ thuật

Báo cáo tuân thủ theo quy định hiện hành

Khuyến nghị cho thiết kế về biện pháp xử lý nền thích hợp để đảm bảo khả năng chống thấm

6.4 Quản lý các mẫu đất và đá thu thập được

Các mẫu đất đá thu thập được cần được bảo quản theo TCVN 2683:2012 Đất xây dựng - Lấy mẫu, bao gói, vận chuyển và bảo quản mẫu

7 Lựa chọn hình thức tường hào

- Khi chọn hình thức tường hào cần thông qua so sánh kinh tế kỹ thuật để quyết định đồng thời phải xem xét đầy đủ tính tương thích của loại tường hào dự kiến với các yếu tố sau:

- Điều kiện địa hình, địa chất: Chủ yếu xem xét mặt bằng, đặc trưng địa chất thân và nền đập;

- Điều kiện thi công: Cần xem xét điều kiện khí tượng thủy văn; mặt bằng thi công; Trang thiết bị và điều kiện vận chuyển, vận hành của thiết bị thi công làm căn cứ cho việc lập tiến độ và phân đợt, phân đoạn thi công;

- Đặc điểm bố trí của cụm đầu mối, điều kiện liên kết an toàn tường hào với các công trình tháo nước dẫn nước ở trong đập và liền kề đập

8 Tính toán thiết kế tường hào

8.1 Vị trí tường hào

Cần chọn vị trí tường hào theo yêu cầu sau:

Phù hợp với kết cấu công trình chính mà tường hào có nhiệm vụ xử lý thấm, đạt hiệu quả chống thấm tốt nhất

Các thiết bị thi công có thể đi lại vận chuyển thuận lợi

Tường hào chống thấm cho nền đập nên được đặt ở dưới hay gần chân đập thượng lưu Vị trí này cho phép dễ dànghơn trong việc sửa chữa sau này khi mực nước hồ có thể được rút xuống Đối với đập xây mới khi lựa chọn hào ởchân mái thượng lưu tạo điều kiện cho việc phân đoạn thi công, phần khối đất đắp phía hạ lưu vẫn có thể tiến hànhcùng với việc thi công tường hào

Nếu tường hào được đặt dưới lõi giữa, quá trình cố kết vật liệu tường hào kết hợp với hiệu ứng vòm treo của đất đắpđập ngay phía trên tường hào sẽ tạo nên sự tách rời giữa tường hào với phần đất đắp thân đập phía trên đỉnh hào dẫnđến hình thành dòng thấm ở chỗ tiếp xúc Nếu bắt buộc phải làm hào ở trung tâm, cần làm đỉnh của hào to ra để tạo

sự chuyển tiếp giữa tường và lõi đập Hơn nữa, tường hào có thể được cho phép thi công trước khi đắp đập

Khi tường hào chống thấm cho cả thân và nền đập nên bố trí tường hào gần mép nước thượng lưu để tận dụng khảnăng hạ thấp đường bão hòa trong thân đập đồng thời tận đụng đỉnh đập để làm mặt bằng thi công

8.2 Tường dẫn hướng

Tường dẫn làm bằng bê tông cốt thép được bố trí dọc mỗi bên của vách hào Khi đào hào bằng thiết bị Clamshell cầnlàm tường dẫn hướng

Hình 1 - Tường dẫn hướngTường dẫn hướng gồm hai tường bằng bê tông cốt thép M200, có tiết diện hình thang kích thước như trên hình 2 Haitường cách nhau một khoảng bằng chiều rộng tường hào (chiều rộng thiết bị đào hào tb cộng 3cm để thiết bị đào cóthể dịch chuyển dễ dàng)

Chiều cao tường thường từ 0,8 đến 1,0m

8.3 Mức dung dịch trong tường hào phải cao hơn mực nước ngầm tối thiểu 0.9m, và không thấp hơn đỉnh vách hào

quá 0,6m

8.4 Chiều dày tường hào

8.4.1 Chiều dày tường của tường hào phải đủ lớn để đảm bảo không phát sinh hiện tượng xuyên thủng thủy lực và

hiện tượng nứt gãy thủy lực trong thân hào, phù hợp với các thiết bị cơ giới đào hào

8.4.2 Chiều dày tường hào Xi măng-bentonite

8.4.2.1 Chiều dày tường thường từ 0.6 đến 1.2m xác định theo yêu cầu chống thấm và thiết bị thi công (tương đương với chiều rộng thông thường của một gầu đào)

Theo yêu cầu thi công: Chiều dày tường hào được lựa chọn theo bề rộng tiêu chuẩn của thiết bị đào Lựa chọn chiềurộng hào khác với chiều rộng tiêu chuẩn của thiết bị sẽ làm tăng giá thành thi công Tường hào xi măng- bemtonite thicông bằng thiết bị đào clamshell thường có chiều dày từ 0.6- 0.9m

8.4.2.2 Theo yêu cầu chống thấm, hệ số an toàn không xảy ra xói là:

gh h

J F J

 (1)

Trong đó:

F: hệ số an toàn chống xói

Đối với tường hào Xi măng-bentonite, lấy hệ số an toàn F=3 (theo Công binh Mỹ)

Jgh: gradient thủy lực giới hạn từ phòng thí nghiệm

Có thể tham khảo Gradient thủy lực giới hạn theo theo kinh nghiệm của các công trình thực tế của Mỹ thườngtrong khoảng 50-60

Jh: gradient thủy lực thực tế tồn tại trong hào vữa, được tính bằng công thức

b h

t



Trong đó: Δh cột nước chênh lệch thượng hạ lưu tường hào;h cột nước chênh lệch thượng hạ lưu tường hào;

tb: Chiều dày tường hào

8.4.3 Chiều dày tường hào đất-bentonite

Xác định chiều dày tường hào đất-bentonite được xác định tương tự như tường hào xi măng bentonite

Do nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc xác định giá trị gradient thủy lực cho phép của vật liệu đất-bentonite, hệ số antoàn được khuyến cáo F≥4

Các kết quả nghiên cứu cho thấy với các cấp phối đã được đề cập ở trên, Gradient thủy lực cho phép Jgh của bentonite thường trong khoảng 30-40

đất-Khi tường hào chịu áp lực thủy tĩnh cao, ví dụ như dưới đáy đập, khi đó cần nghiên cứu phân tích để đánh giá hiệntượng nứt gãy thủy lực Nếu vấn đề nứt gãy thủy lực có khả năng xảy ra cần xem xét chọn chiều dày tường hào lớnhơn

Để giảm chiều dày của hào yêu cầu tiến hành kiểm tra thí nghiệm xuyên thủng

8.5 Cao độ đỉnh tường hào

Cao độ đỉnh tường hào xác định tương tự cao trỉnh đỉnh tường lõi chống thấm Đây là cao trình đỉnh tường hoàn chỉnhsau khi đã bóc bỏ phần nứt nẻ phía trên Dung dịch ximăng-bentonite sạch được đổ vào hào để bù cao trình đỉnh hào

đến cao trình thiết kế Trên đỉnh hào được phủ một lớp đất ẩm không đầm chặt để tránh nứt nẻ Lớp đất này được bóc

bỏ khi tiếp tục thi công phần đất đắp phía trên

Hình 2 - Nối tiếp giữa tường hào và lõi chống thấm phía trênTrường hợp hào bentonite chỉ chống thấm cho nền đập, đỉnh tường cắm vào bộ phận chống thấm của đập (tường lõihoặc tường nghiêng) tối thiểu 1.5m Cần đảm bảo sự phân tách hay giảm ứng suất tại khu vực tiếp giám giữa đỉnh hào

và phần đất đắp bên trên Phần đỉnh hào được mở rộng tạo nên miền chuyển tiếp với độ dốc mái m=2 hoặc thoải hơn.Đất đắp trong vùng chuyển tiếp sử dụng đất đắp của lõi chống thấm bên trên nhưng được đầm tại độ ẩm lớn hơn độ

ẩm tối ưu từ 1-3% Sơ đồ bố trí tiếp xúc giữa tường hào và lõi chống thấm bên trên được minh họa ở hình 2

8.6 Cao độ đáy tường hào

Cao độ đáy tường hào phụ thuộc vào điều kiện địa chất và yêu cầu chống thấm Để đảm bảo hiệu quả chống thấm vàkhông hình thành dòng thấm tiếp xúc ở đáy hào thì đáy tường hào cần cắm xuống tầng ít thấm với chiều sâu tối thiểu

là 0.5 đến 1.0m

Khi gặp mặt nền đá không thấm, rắn chắc không thể đào thì dừng lại, đáy tường hào sẽ được xây dựng trên nền này.Khi mặt tầng không thấm nằm rất sâu dưới đập (lớn hơn chiều cao cột nước trước đập), việc lựa chọn cao trình đáytường hào (tường hào lơ lửng hay tường cắm vào tầng không thấm) dựa vào phân tích giữa hiệu quả chống thấm vàgiá thành xây dựng tường hào Gradient và vận tốc thấm tại đáy hào thường cao do đó cần được kiểm tra để tránh hiệntượng xói tường hào

Vật liệu không thấmKhu vực tường chống thấm

Vữa Đất - bentonite

Mặt bằng xây dựng

Đỉnh tầng không thấm Vật liệu thấm

Hình 3 - Tường hào hoàn chình (cắt hoàn toàn tầng thấm)

Hình 4 - Tường hào lơ lửng (không cắt hoàn toàn tầng thấm)

8.7 Yêu cầu về chống thấm

Hệ số thấm của tường hào xi măng-bentonite và tường hào đất- bentonite phụ thuộc vào nhiều yếu tố như hàm lượngbentonite, độ trương nở của bentonite, chất lượng bentonite, kích thước hạt xi măng, hàm lượng hạt mịn trong đất,chất lượng thi công do đó tư vấn thiết kế chỉ đặt ra yêu cầu về hệ số thấm cần đạt được, xác định thành phần vật liệu

để đạt được hệ số thấm yêu cầu là trách nhiệm của nhà thầu thi công

8.7.1 Điều kiện kiểm tra

Hệ số thấm yêu cầu đạt được là hệ số thấm của vật liệu lấy từ trong thân hào Hệ số thấm được xác định tại thời điểm

28 ngày sau khi thi công đối với tường hào xi măng-bentonite và 60 ngày sau khi thi công đối với tường hào bentonite Hệ số thấm của tường hào giảm dần theo thời gian và gần đạt giá trị ổn định tại thời điểm 120 ngày sau khithi công

đất-8.7.2 Yêu cầu về hệ số thấm đối với tường hào Xi măng-bentonite

Hệ số thấm trung bình cần đạt 5x10-6 cm/s, trong đó không có mẫu kiểm tra nào có hệ số thấm >10-5 cm/s

Trong quá trình đào hào, hàm lượng đất cát rơi vào trong đung dịch đào hào có trị số khá lớn, làm tăng hệ số thấm củatường hào.

Để phục vụ mục đích thiết kế, cần thí nghiệm thấm các mẫu xi măng-bentonite với hàm lượng cát, sỏi, khác nhau

8.7.3 Yêu cầu về hệ số thấm đối với tường hào Đất-bentonite

Hệ số thấm trung bình cần đạt 5x10-7 cm/s, trong đó không có mẫu kiểm tra nào có hệ số thấm >5x10-6 cm/s

Hào đất bentonite chịu ảnh hưởng của vách hào khi cố kết, đặc biệt đối với hào hẹp Người thiết kế phải tính toán xácđịnh áp lực cố kết trong tường hào để tiến hành cố kết mẫu vật liệu trong điều kiện tương tự trước khi tiến hành thínghiệm thấm

8.8 Yêu cầu về cường độ

8.8.1 Thời điểm kiểm tra

Cường độ kháng nén được xác định tại thời điểm điểm 28 ngày sau khi thi công đối với tường hào xi măng-bentonite

và 60 ngày sau khi thi công đối với tường hào đất-bentonite

8.8.2 Đối với tường hào Xi măng-bentonite

Cường độ kháng nén yêu cầu > 1.0 kG/cm2 Đối với tường hào xi măng bentonite thi công trong đập mới đang trongquá trình cố kết, tường hào phải có khả năng chịu biến dạng tương ứng với biến dạng cố kết của đập để tường hàokhông bị nứt Cường độ của tường hào xi măng – bentonite tăng dần theo thời gian

8.8.3 Đối với tường hào đất-bentonite

Hỗn hợp đất-bentonite có tính dẻo cao Không đặt ra yêu cầu về cường độ Ngay sau khi thi công cường độ kháng nén

và kháng cắt của đất-bentonite gần bằng 0.0 Sau khi cố kết (từ 3-6 tháng) sẽ trở lại trạng thái gần bằng đất đắp đập

9 Tính toán thấm

9.1 Mục đích tính toán thấm

Tính toán thấm nhằm mục đích xác định gradient thấm tại thân tường và chân tường, qua đó kiểm tra biến hình thấm,lưu lượng thấm qua tường

9.2 Hệ số thấm của tường hào

Hệ số thấm của tường hào là một hàm phụ thuộc vào cả màng sét hình thành trên vách hào và vật liệu lấp hào

Khi đào hào trong dung dịch bentonite, bentonite xâm nhập vào vách hào tạo thành một lớp màng mỏng gọi là “màngsét” (filter cake) có chiều dày từ vài centimet đến vài chục centimet tùy theo áp lực của dung dịch lên vách hào, loạibentonite, độ rỗng của đất

Lớp màng này có hệ số thấm rất nhỏ (từ 10-8 cm/s, đến 10-9 cm/s) Khi đào hào trong dung dịch xi măng-bentonite, dotương tác với xi măng nên bentonite không tự do xâm nhập dẫn đến lớp màng có chiều dày không đáng kể

Để thiên về an toàn có thể bỏ qua ảnh hưởng của màng sét

k: hệ số thấm của tường hào (có xét đến ảnh hưởng của màng sét)

tb: chiều dày của hào

9.3 Phương pháp tính toán thấm

Sử dụng các phương pháp số (ví dụ phương pháp phần tử hữu hạn) để tính toán thấm ứng với các tổ hợp mực nướctrong tính toán ổn định đập đất

Xác định lưu lượng thấm qua tường

Xác định gradient thấm lớn nhất trong tường, gradient tại nơi tiếp xúc ở đáy tường hào.

Kiểm tra các giá trị tính toán với các giá trị cho phép

10 Tính toán ổn định vách hào

10.1 Tổng quát

Sự ổn định của hào được chống đỡ bởi vữa được cho là do: (1) áp lực hông thủy tĩnh của vữa, (2) lớp vữa dính bámtrên vách hào đã ngăn ngừa sự dịch chuyển của các hạt riêng lẻ của lớp đất rời ở vách hào, (3) một hiệu ứng màng cấutrúc được tạo ra bởi màng mỏng bentonite trên các vách hào, (4) sự keo hóa của lớp vữa đã thâm nhập vào trong đất,(5) áp lực bị động của vữa trong hào, và (6) các hiệu ứng ba chiều

Hệ số an toàn ổn định của vách hào được xác định dựa vào áp lực thủy tĩnh của dung dịch trong hào giữ ổn định chovách và áp lực đất Coulomb Để áp lực vữa tác dụng hoàn toàn lên vách hào cần hình thành lên một màng sét mỏngkhông thấm do bentonite tạo thành ở vách hào (filter cake)

Dựa trên các kết quả thí nghiệm trong phòng sử dụng cát với thành phần hạt khác nhau, một màng mỏng sẽ hìnhthành từ dung dịch bentonite nếu đường kính cỡ hạt D15 của cát là 0,4mm hoặc nhỏ hơn

Thông thường trong thiết kế lớp màng mỏng bentonite thường được giả thiết là đã được hình thành và vách hào sẽ ổnđịnh nếu mức dung dich trong hào được giữ cao hơn mực nước ngầm ở khu vực bên cạnh và khối lượng riêng củadung dịch đủ lớn để tạo lên áp lực giữ cân bằng

10.2 Tải trọng

Vách hào cần đảm bảo ổn định trong trong quá trình thi công ứng với các điều kiện tải trọng có thể xảy ra Tổ hợp tảitrọng bao gồm tải trọng của thiết bị thi công hào, tường dẫn hướng, mực nước ngầm, mực dung dịch sử dụng đào hào,khối lượng riêng của dung dịch giữ vách và các tải trọng khác nếu có thể gây bất lợi cho ổn định vách hào trong quátrình thi công

10.3 Các nội dung tính toán kiểm tra ổn định

Khi hào dài (L/tb >8), trong đó L là chiều dài hào, có thể tính theo bài toán phẳng Khi tỷ lệ L/tb<= 8 (khi đào theo cácpanel) khi đó hào làm việc ở trạng thái không gian ba chiều sẽ ổn định hơn Tính toán ổn định theo bài toán phẳng sẽthiên về an toàn Cần kiểm tra ổn định tổng thể và ổn định cục bộ của tường hào theo các bài toán sau đây:

- Kiểm tra mức dung dịch so với mực nước ngầm lớn nhất, yêu cầu đảm bảo áp lực do vữa gây nên tại vách hàolớn hơn áp lực nước ngầm tối thiểu 1.05 lần

- Kiểm tra ổn định tổng thể của vách hào

- Kiểm tra ổn định cục bộ của vách hào trong trường hợp có vùng đất rời rạc không dính (cát, cuội, sỏi )Các phương pháp tính toán kiểm tra ổn định tham khảo trong phụ lục B

10.4 Hệ số an toàn ổn định

Hệ số an toàn ổn định cho phép của vách hào lấy như hệ số an toàn ổn định của mái đập đất (phụ thuộc vào cấp côngtrình)

11 Tính toán ứng suất biến dạng

11.1 Khi thi công tường hào do quá trình đào hào và lấp lại, trạng thái ứng suất thay đổi gây nên biến dạng ở khu vực

lân cận, do đó nếu gần vị trí xây dựng tường hào có các công trình (đặc biệt khi thi công tường hào nhằm mục đích xử

lý hố móng các công trình xây dựng) cần phải tính toán ứng suất biến dạng để kiểm tra