TCVN 13565 2022 1 TCVN T I Ê U C H U Ẩ N Q U Ố C G I A TCVN 13565 2022 Xuất bản lần 1 ỐNG VẢI ĐỊA KỸ THUẬT SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU BẢO VỆ BỜ TRONG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG – YÊU CẦU KỸ THUẬT, THI CÔNG VÀ NGH.
TCVN 13565 : 2022 TCVN TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 13565 : 2022 Xuất lần ỐNG VẢI ĐỊA KỸ THUẬT SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU BẢO VỆ BỜ TRONG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG – U CẦU KỸ THUẬT, THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU Geotextile tube used for coastal and riverine structures in transport – Specifications, construction and acceptance HÀ NỘI – 2022 TCVN 13565 : 2022 Mục lục Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thử 4.1 Yêu cầu chung 4.2 Yêu cầu vật liệu ống vải địa kỹ thuật chắn chống xói 4.3 Yêu cầu vật liệu làm đầy 10 Thi công ống vải địa kỹ thuật 10 5.1 Yêu cầu chung thi công ống vải địa kỹ thuật 10 5.2 Điều kiện thi công 10 5.3 Yêu cầu thiết bị thi công 11 5.4 Yêu cầu đoạn thi công thử 11 5.5 Chuẩn bị mặt 11 5.6 Trình tự thi cơng 12 Nghiệm thu ống vải địa kỹ thuật 17 6.1 Nghiệm thu vật liệu dùng cho ống vải địa kỹ thuật 17 6.2 Nghiệm thu công tác thi công ống vải địa kỹ thuật 18 Phụ Lục A (Tham khảo) Hướng dẫn tính tốn thi cơng ống vải địa kỹ thuật 19 Phụ Lục B (Tham khảo) Thí nghiệm xác định độ tách nước từ túi địa kỹ thuật trường 30 Thư mục tài liệu tham khảo 37 TCVN 13565 : 2022 Lời nói đầu TCVN 13565: 2022 Viện Khoa học Công nghệ Giao thông Vận tải biên soạn, Bộ Giao thông Vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố TCVN 13565 : 2022 TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 13565:2022 Ống vải địa kỹ thuật sử dụng cho kết cấu bảo vệ bờ cơng trình giao thông – Yêu cầu kỹ thuật, thi công nghiệm thu Geotextile tube used for coastal and riverine structures in transport – Specifications, construction and acceptance Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định yêu cầu kỹ thuật vật liệu, kết cấu thi công nghiệm thu ống vải địa kỹ thuật sử dụng cho kết cấu bảo vệ bờ ven biển ven sông cơng trình giao thơng như: Đê chắn sóng; kè bờ; đê bao; mỏ hàn; kè chỉnh trị; cầu tàu Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm công bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 4197, Đất xây dựng Phương pháp xác định giới hạn dẻo giới hạn chảy phịng thí nghiệm; TCVN 4198, Đất xây dựng Các phương pháp xác định thành phần hạt phịng thí nghiệm; TCVN 5308, Quy phạm kỹ thuật an toàn xây dựng; TCVN 8220, Vải địa kỹ thuật – Phương pháp xác định độ dày danh định; TCVN 9162, Cơng trình thủy lợi - Đường thi cơng - Yêu cầu thiết kế; TCVN 9844, Yêu cầu thiết kế, thi công nghiệm thu vải địa kỹ thuật xây dựng đắp đất yếu; TCVN 9901, Cơng trình thủy lợi - u cầu thiết kế đê biển; TCVN 11736, Cơng trình thủy lợi - Kết cấu bảo vệ bờ biển - Thiết kế, thi công nghiệm thu; TCVN 11820, Cơng trình cảng biển - u cầu thiết kế; AASHTO T 267, Determination of Organic Content in Soils by Loss on Ignition (Xác định hàm lượng hữu nung); ASTM D2487, Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System) (Tiêu chuẩn phân loại đất cho mục đích kỹ thuật); ASTM D4491, Standard Test Method for Water Permeability of Geotextile by Permittivity (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định khả thấm đứng vải địa kỹ thuật thiết bị Permittivity); TCVN 13565 : 2022 ASTM D4533, Standard Test Method for Trapezoid Tearing Strength of Geotextiles (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định lực xé rách hình thang vải địa kỹ thuật); ASTM D4595, Standard Test Method for Tensile Properties of Geotextiles by the Wide-Width Strip Method (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định độ bền kéo vải địa kỹ thuật theo bề rộng vải); ASTM D4751, Standard Test Methods for Determining Apparent Opening Size of a Geotextile (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định kích thước lỗ biểu kiến vải địa kỹ thuật); ASTM D4884, Standard Test Method for Strength of Sewn or Bonded Seams of Geotextiles (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định cường độ đường may vải Địa kỹ thuật); ASTM D6241, Standard Test Method for Static Puncture Strength of Geotextiles and Geotextile-Related Products Using a 50-mm Probe (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định lực kháng xuyên CBR sử dụng đầu mũi 50 mm vải địa kỹ thuật sản phẩm liên quan); ASTM D7238, Standard Test Method for Effect of Exposure of Unreinforced Polyolefin Geomembrane Using Fluorescent UV Condensation Apparatus (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định độ hư hỏng vải địa kỹ thuật không bảo vệ tác dụng tia cực tím thiết bị chiếu UV); GT11, Installation of Geotextile Tubes used for Coastal and Riverine Structures (Thi công ống vải địa kỹ thuật dùng cho cấu trúc ven sông ven biển) Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn này, sử dụng thuật ngữ định nghĩa sau: 3.1 Ống vải địa kỹ thuật (Geotextile Tube/Geotube) Ống vải địa kỹ thuật có cấu tạo dạng ống, hai đầu bịt kín có chu vi lớn 2,4 m đến 14 m, chiều dài lớn 6,1 m đến 300 m, chế tạo từ vải địa kỹ thuật dệt polypropylene polyester Ống vải địa kỹ thuật làm đầy cách bơm hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy bơm thủy lực sử dụng vật liệu làm đầy khác (xem Hình 1) 3.2 Tấm chắn chống xói (Scour Apron) Tấm chắn chống xói làm từ vải địa kỹ thuật thiết kế để bảo vệ ống vải địa kỹ thuật tránh khỏi tác động xói (xem Hình 1) Trong ứng dụng ven biển ven sơng, xảy xói đáy ống sóng hay hoạt động thi cơng Có thể để chắn chống xói hai bên ống chính, bên Tấm chắn chống xói làm giảm xói mịn cục giảm xói gây q trình làm đầy hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy ống Tấm chắn chống xói thường neo ống nhỏ mép nước bao cát TCVN 13565 : 2022 Hình 1- Ống vải địa kỹ thuật 3.3 Cổng bơm vật liệu (Filling Port) Cổng bơm vật liệu - Còn gọi vòi rót ống khâu (hoặc dán) thân ống vải địa kỹ thuật để đưa ống xả bơm vật liệu vào ống (xem Hình 7) Cổng bơm vật liệu thường chế tạo từ loại vải địa kỹ thuật chế tạo ống chính, thường có đường kính từ 300 mm đến 450 mm dài từ 0,9 m đến 1,5 m Cổng bơm vật liệu đặt dọc theo đỉnh ống để gắn với đầu máy bơm vật liệu làm đầy Khoảng cách cổng bơm vật liệu khoảng cách từ đầu ống tới cổng bơm vật liệu thường không nhỏ 7,6 m hỗn hợp sét - cát cách tới 30 m số vật liệu làm đầy có tính dính Sau bơm, cổng bơm vật liệu phải đóng lại cách buộc, khâu dán 3.4 Kết cấu dạng mái nghiêng (Slope structures) Tuyến ống vải địa kỹ thuật có dạng tương tự tuyến đê đắp vùng bãi biển (Hình 2) Kết cấu dạng mái nghiêng thường xây dựng mỏ hàn, kết cấu ống vải địa kỹ thuật ngăn cát giảm sóng, xây dựng vùng bãi biển thấp có cấu trúc địa chất phức tạp, bờ biển, bờ sơng bị xâm thực mạnh, chịu tác động sóng to, gió lớn dịng chảy mạnh 3.5 Kết cấu dạng đảo (Offshore structures) Tuyến ống vải địa kỹ thuật có kết cấu dạng đảo liên kết vững với đất (Hình 3) Loại kết cấu thường sử dụng bố trí tuyến ống vải địa kỹ thuật cách xa bờ biển, vùng đáy biển có cấu trúc địa chất tốt, nước sâu, sóng lớn nhằm chắn sóng giảm chiều cao sóng, giảm tác động sóng biển phía sau tường (vùng nước biển nằm tường bờ) để bồi tạo bãi biển TCVN 13565 : 2022 Hình 2- Kết cấu dạng mái nghiêng Hình 3- Kết cấu dạng đảo 3.6 Lượng hạt mịn thoát qua vải địa kỹ thuật (Suspended solids through) Lượng hạt rắn có kích thước nhỏ qua vải địa kỹ thuật tính lượng phần trăm hạt mịn thoát qua vải địa kỹ thuật (tham khảo phụ lục B) 3.7 Độ tách nước (Flow Rate of Water) Độ tách nước tốc độ trung bình lượng chất rắn nước thoát qua túi vải địa kỹ thuật khoảng thời gian cụ thể (tham khảo phụ lục B) Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thử 4.1 Yêu cầu chung a) Các loại vật liệu sử dụng để chế tạo kết cấu phải đảm bảo bền vững tác động phá hoại hoá học học nước biển, áp lực sóng, gió, dịng chảy, mưa yếu tố phá hoại khác b) Vật liệu địa phương chọn lọc để sử dụng đáp ứng yêu cầu thi công, sử dụng lâu dài tối ưu chi phí 4.2 Yêu cầu vật liệu ống vải địa kỹ thuật chắn chống xói Vải địa kỹ thuật dùng cho ống vải địa kỹ thuật chắn chống xói loại vải địa kỹ thuật dệt có khả chống hư hỏng ánh sáng cực tím, q trình oxy hóa tiếp xúc với nhiệt Các đặc tính vật lý vải địa kỹ thuật phải đạt yêu cầu thể Bảng Bảng Bảng – Yêu cầu kỹ thuật vải địa kỹ thuật chế tạo ống vải địa kỹ thuật Mức Các tiêu thử nghiệm Phương pháp thử Điều kiện thông thường Điều kiện đặc biệt Cường độ kéo, kN/m, không nhỏ 70 x 105 175 x 175 ASTM D4595 Độ giãn dài, %, không lớn 20 x 20 15 x 15 ASTM D4595 Cường độ xé hình thang, kN, khơng nhỏ 0,8 x 1,2 2,7 x 2,7 ASTM D4533 Cường độ đâm thủng, kN, không nhỏ 10 22 ASTM D6241 TCVN 13565 : 2022 Bảng – Yêu cầu kỹ thuật vải địa kỹ thuật chế tạo ống vải địa kỹ thuật (kết thúc) Mức Phương pháp thử Các tiêu thử nghiệm Điều kiện thông thường Điều kiện đặc biệt Cường độ mối nối, kN/m, không nhỏ 40 x 60 105 x 105 ASTM D4884 Kích thước lỗ biểu kiến O95, mm, không lớn 0,425 0,425 ASTM D4751 Hệ số thấm, l/min/m², không nhỏ 1200 1200 ASTM D4491 65 65 ASTM D7238 Khả kháng UV 10.000 giờ, %, khơng nhỏ CHÚ THÍCH: Các giá trị lớn bảng dành cho hướng chính, tường hợp thiết kế hướng có cường độ lấy giá trị lớn Các giá trị bảng giá trị tối thiểu, trường hợp thiết kế có u cầu giá trị lớn lấy theo giá trị thiết kế Bảng – Yêu cầu kỹ thuật vải địa kỹ thuật chế tạo chắn chống xói Mức Các tiêu thử nghiệm Phương pháp thử Điều kiện thông thường Điều kiện đặc biệt Cường độ kéo, kN/m, không nhỏ 70 x 70 70 x 105 ASTM D4595 Độ giãn dài, %, không lớn 20 x 20 20 x 20 ASTM D4595 Cường độ xé hình thang, kN, khơng nhỏ 0,8 x 1,2 0,8 x 1,2 ASTM D4533 Cường độ đâm thủng, kN, không nhỏ 10 ASTM D6241 Cường độ mối nối, kN/m, không nhỏ 40 60 ASTM D4884 Kích thước lỗ biểu kiến O95, mm, không lớn 0,425 0,425 ASTM D4751 Hệ số thấm, l/min/m², không nhỏ 1200 1200 ASTM D4491 65 65 ASTM D7238 Khả kháng UV 10.000 giờ, %, khơng nhỏ CHÚ THÍCH 1: Các giá trị lớn bảng dành cho hướng chính, tường hợp thiết kế hướng có cường độ lấy giá trị lớn Các giá trị bảng giá trị tối thiểu, trường hợp thiết kế có yêu cầu giá trị lớn lấy theo giá trị thiết kế CHÚ THÍCH 2: Độ bền vải địa kỹ thuật phải có kết thí nghiệm đơn vị chứng nhận độc lập có giấy chứng nhận thử nghiệm đơn vị thừa nhận Hiệp hội Cơng nhận Phịng thử nghiệm Quốc tế (ILAC) Điều kiện đặc biệt Bảng Bảng ứng dụng thi công ống vải địa kỹ thuật môi trường đường bờ bị xói lở xâm thực tác động dịng chảy, sóng, nước mặn TCVN 13565 : 2022 4.3 Yêu cầu vật liệu làm đầy Vật liệu làm đầy ống vải địa kỹ thuật dạng vật liệu đất, đất cấp phối chỗ phân loại GP, SW, SP, SM SC theo tiêu chuẩn ASTM D2487 Vật liệu để làm đầy chứa nhỏ 15 % hạt mịn (hạt có đường kính cỡ hạt nhỏ 0,075 mm) để giảm thiểu độ cố kết vật liệu làm đầy (hay giảm độ lún ống sau làm đầy) chứa nhỏ 15 % hạt cỡ (hạt có đường kính cỡ hạt lớn 7,5 cm) để đưa vào cổng bơm vật liệu Chỉ sử dụng vật liệu chỗ có chứa chất hữu phân loại PT, OH CV chiếm 15 % - theo ASTM D2487 CHÚ THÍCH: Phân loại đất theo tiêu chuẩn ASTM D2487 sau: + Đất phân loại GP – Đất sỏi cấp phối xấu loại đất hạt thơ, có 50% hạt có đường kính cỡ hạt lớn 4,75 mm, có lượng hạt nhỏ 0,075 mm chiếm nhỏ 5% có hệ số đồng Cu < hệ số đường cong Cc < Cc > + Đất phân loại SW – Đất cát cấp phối tốt loại đất hạt thơ, có 50% hạt có đường kính cỡ hạt nhỏ 4,75 mm, có lượng hạt nhỏ 0,075 mm chiếm nhỏ 5% có hệ số đồng Cu ≥ hệ số đường cong ≤ Cc ≤ + Đất phân loại SP – Đất cát cấp phối xấu loại đất hạt thơ, có 50% hạt có đường kính cỡ hạt nhỏ 4,75 mm, có lượng hạt nhỏ 0,075 mm chiếm nhỏ 5% có hệ số đồng Cu < hệ số đường cong Cc < Cc > + Đất phân loại SM – Đất cát pha bụi loại đất hạt thơ, có 50% hạt có đường kính cỡ hạt nhỏ 4,75 mm, có lượng hạt nhỏ 0,075 mm chiếm lớn 12% hạt mịn chủ yếu bụi + Đất phân loại SC – Đất cát pha sét loại đất hạt thơ, có 50% hạt có đường kính cỡ hạt nhỏ 4,75 mm, có lượng hạt nhỏ 0,075 mm chiếm lớn 12% hạt mịn chủ yếu sét Thi công ống vải địa kỹ thuật 5.1 Yêu cầu chung thi công ống vải địa kỹ thuật a) Phải đảm bảo hệ số an toàn ổn định tương ứng với cấp cơng trình quy định điều TCVN 9901; TCVN 11820 tiêu chuẩn hành b) Thiết kế đường giao thông phục vụ thi công, lắp đặt kết cấu bảo vệ phải tuân thủ quy định TCVN 9162 tiêu chuẩn hành c) Trường hợp phải bố trí cơng trình tạm thời phục vụ thi công làm đê quây, mực nước thiết kế hạng mục cơng trình mực nước lớn thời đoạn thi công tương ứng với tần suất thiết kế (p), quy định TCVN 11736 tiêu chuẩn hành sau: - Cơng trình từ cấp III đến cấp V: p = 10%; - Cơng trình cấp I, cấp II: p = % 5.2 Điều kiện thi công a) Trước bắt đầu thi công ống vải địa kỹ thuật, phải hồn thành cơng tác chuẩn bị bao gồm biện pháp chuẩn bị tổ chức, phối hợp thi cơng, cơng tác chuẩn bị bên bên ngồi mặt công trường, phương án bảo vệ chống va ống vải địa kỹ thuật q trình thi cơng sau thi công xong; b) Bản vẽ thi công nhà thầu biện pháp tổ chức thi công phê duyệt; c) Xác lập hệ thống mốc định vị phục vụ thi công; d) Chuẩn bị vật liệu thi công bao gồm: vật liệu làm đầy, chống xói, ống vải địa kỹ thuật chế tạo thành ống có cổng bơm vật liệu may dán theo thiết kế; 10 TCVN 13565 : 2022 Bảng A.1 - Tốc độ bơm giới hạn Vcr hàm số phụ thuộc loại cát đường kính bơm Dmf cát bơm (μm) Đường kính bơm ∅pipe (m) Loại cát 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 100 Mịn 2,40 m/s 2,59 m/s 2,77 m/s 2,94 m/s 3,10 m/s 200 Mịn vừa 3,09 m/s 3,34 m/s 3,57 m/s 3,78 m/s 3,99 m/s 300 Thô vừa 3,43 m/s 3,71 m/s 3,96 m/s 4,20 m/s 4,43 m/s Bảng A.2 - Lưu lượng bơm Q [m /h] hàm số loại cát, tốc độ bơm (tốc độ bơm (dựa vào vcr + 0,5 m/s từ Bảng A.1) tỷ lệ trộn (20%r) hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy) Dmf cát bơm (mm) Đường kính bơm ∅pipe (m) Loại cát 0,30 0,35 0,40 0,45 3 3 0,50 0,100 Mịn 148 m /h 214 m /h 296 m /h 394 m /h 509 m3/h 0,200 Mịn vừa 183 m3/h 266 m3/h 368 m3/h 490 m3/h 634 m3/h 0,300 Thô vừa 200 m3/h 291 m3/h 403 m3/h 538 m3/h 697 m3/h Công suất bơm phụ thuộc vào số biến bao gồm đường kính ống tốc độ bơm chiều dài ống áp lực sức cản đường ống bơm Cuối xác định từ cơng thức tính tốn tra bảng để xác định công suất cần thiết máy bơm sử dụng trình làm đầy ống Nếu giả định nồng độ cát 20% theo thể tích (tỷ lệ hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy thơng thường), lượng cát xác định dựa tốc độ bơm giới hạn vcr, đường kính ống cấp phối cát trung bình, sử dụng Bảng A.2 Việc lựa chọn thiết bị sử dụng phải phù hợp với quy mô dự án thời gian phù hợp để thi công dự án Cần ý tính tốn lượng cát cung cấp khơng tính đến tổn thất trình nạo vét đề cập đây: + Thay đổi xà lan máy hút vật liệu làm đầy máy bơm cát; + Điều chỉnh máy hút; + Các điều kiện thời tiết (gió, sóng điều kiện thực tế công trường); + Thay đổi ống vải địa kỹ thuật; + Thay đổi vật liệu nạo vét Kinh nghiệm cho thấy hệ số hiệu quả, thơng qua tổn thất này, giảm 50% hiệu suất thiết kế, qua làm tăng thời gian thi công ống vải địa kỹ thuật d) Tính tốn tốc độ lắng vật liệu làm đầy Ống vải địa kỹ thuật lấp đầy hỗn hợp sét - cát cát (vật liệu làm đầy) Trong nhiều trường hợp, cát có sẵn địa phương sử dụng Các tính chất cát (phân bố kích thước hạt mật độ hỗn hợp) đóng vai trị quan trọng q trình thiết kế, chẳng hạn việc lựa chọn vải địa kỹ thuật Nếu cát có nhiều hạt mịn, ống vải địa kỹ thuật cố kết chậm Khi hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy bơm vào ống vải địa kỹ thuật, cát lắng xuống nước chảy qua lỗ lớp vải cổng thoát mở Tốc độ lắng đọng xác định thời gian để cát lắng khỏi hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy Khi biết vận tốc hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy bơm qua ống ước tính khoảng cách cần thiết cổng đầu vào đầu Nếu khoảng cách 24 TCVN 13565 : 2022 ngắn, vật liệu làm đầy (cát) không lắng xuống từ hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy chảy khỏi ống Trong trường hợp khoảng cách dài, ống làm đầy phần Cơng thức tính tốn thiết kế trình bày (để đổ đầy phễu) tốc độ lắng cát từ hỗn hợp cát-nước: Vsed w0 c (1 c ) 1 n c (A.8) Trong đó: Vsed tốc độ lắng (tốc độ cát tăng), m/s; n độ rỗng cát lắng (vật liệu làm đầy); w0 vận tốc rơi hạt đơn, m/s; c nồng độ cát hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy, m³/m³ Công thức áp dụng cho trường hợp khơng có xói mịn bên lớp cát trình lắng đọng trường hợp bỏ qua lượng nước thoát từ lỗ rỗng cát Cơng thức sử dụng để ước tính tốc độ lắng bắt đầu làm đầy ống vải địa kỹ thuật Khi ống vải địa kỹ thuật lấp đầy phần lớn, dòng nước chảy qua ống vải địa kỹ thuật trở nên lớn đáng kể xói mịn xảy tốc độ lắng giảm làm cho tốc độ lấp đầy giảm đáng kể Xác định w0 theo công thức (A.8), kết hợp sử dụng định luật Stokes: w0 X g Dmf2 18 (A.9) Trong đó: X hệ số hình dáng đề nghị lấy 0,7; Δ tỷ trọng tương đối vật liệu làm đầy (= (ρs − ρw)/ρw )); ρs khối lượng riêng vật liệu làm đầy, kg/m³; ρw khối lượng riêng nước, kg/m³; Dmf đường kính hạt trung bình cát (công thức (A.7), m; u độ nhớt động học nước (u=40.10-6/(20+T)), m²/s; T nhiệt độ tính °C; Khi biết nồng độ đầu hỗn hợp, mật độ tốc độ rơi hạt, ta xác định tốc độ lắng Có hai phương pháp để xác định tốc độ lắng: - Hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy ống vải địa kỹ thuật nằm phía lớp vật liệu làm đầy lắng xuống Trong trường hợp này, nồng độ cát hỗn hợp cát-nước ổn định độ dày hỗn hợp nước – vật liệu làm đầy giảm - Có xáo động hỗn hợp nước – vật liệu làm đầy, để lại nồng độ toàn chiều dày, lượng vật liệu làm đầy lắng xuống từ hỗn hợp bị giảm Trong trường hợp đầu tiên, tốc độ lắng không đổi Trong trường hợp thứ hai, tốc độ lắng thay đổi tùy theo nồng độ hỗn hợp Trong trường hợp thứ hai, có khả hỗn hợp nước – vật liệu làm đầy làm cho ống vải địa kỹ thuật bị xói Đối với trường hợp mơ tả trên, tốc độ lắng tính tốn đơn giản Đối với loại vật liệu làm đầy nồng độ khác nhau, tốc độ lắng đưa Hình A.5 Về mặt lý thuyết, tốc độ lắng phụ thuộc vào đường kính hạt nồng độ Trong thực tế, nồng độ vật liệu làm đầy hỗn 25 TCVN 13565 : 2022 hợp nước – vật liệu làm đầy nhỏ 0,4, nên ảnh hưởng đường kính vật liệu làm đầy chiếm ưu Đối với trường hợp thứ hai mô tả trên, u cầu cần có mơ số học nồng độ vật liệu làm đầy thay đổi theo tốc độ lắng Theo quan sát có đây, tốc độ lắng nồng độ vật liệu làm đầy khác 0,4 tương đối ổn định Ngồi ra, trường hợp thứ hai, ước tính tốc độ lắng cách sử dụng cơng thức (A.8) kết hợp tra biểu đồ theo Hình A.5 Điều tính tốn thử dần mơ số học nồng độ ban đầu hỗn hợp cát-nước bơm vào ống vải địa kỹ thuật phải nhập dạng nồng độ cơng thức Hình A.5 - Tính tốn tốc độ lắng vật liệu làm đầy ống vải địa kỹ thuật Tính tốn thử dần vải địa kỹ thuật có độ thấm tương đương với độ thấm vật liệu làm đầy, tốc độ lắng cao so với tính tốn, xảy tượng nước hai bên tính tốn lại theo dạng nước bên e) Tính tốn lượng vật liệu làm đầy cần thiết Trước thi công, cần tính tốn lượng vật liệu cần thiết để điền đầy ống vải địa kỹ thuật, lượng vật liệu làm đầy tính theo cơng thức sau: Vld Vht (1 K ) (A.10) Trong đó: Vld: Lượng vật liệu làm đầy cần thiết; Vht: Lượng vật liệu làm đầy ống vải địa kỹ thuật sau hoàn thành; K: Hệ số hao hụt thi công Hệ số hao hụt thi công ống vải địa kỹ thuật xác định qua hệ số hao hụt sau: K K1 K K (A.11) Trong đó: K1: Hệ số nén chặt tuyệt đối vật liệu làm đầy vật liệu làm đầy nén chặt tuyệt đối, thông thường K K2: 26 ( 2,080 1,932) 7,66 % 1,932 Lượng hạt mịn thoát qua ống vải địa kỹ thuật tính theo khối lượng hạt rắn (tham khảo phụ TCVN 13565 : 2022 lục B); K3: Lượng vật liệu q trình bơm (lượng hạt có kích thước lớn kích thước lỗ vải địa kỹ thuật bị tốc độ dòng chảy máy bơm), K3 thông thường từ 10 % đến 25 % f) Ví dụ tính tốn thơng số q trình thi cơng: Tính tốn cho kết cấu ống vải địa kỹ thuật có thơng số đầu vào sau: + Độ điền đầy ống vải địa kỹ thuật : f = 70 %; + Diện tích ống vải địa kỹ thuật : S = 12,3 m; + Vật liệu chế tạo ống vải địa kỹ thuật PP, cường lực Max: Tm= 80 kN/m; + Kích thước lỗ ống vải địa kỹ thuật : O90 = 250 m; + Vật liệu làm đầy có thông số sau: D10 = 100 m; D20 = 140 m; D30 = 178 m; D40 = 216 m; D50 = 255 m; D60 = 292 m; D70 = 308 m; D80 = 312 m; D90 = 340 m + Độ ẩm tốt vật liệu làm đầy : 20 %; + Lượng hạt mịn thoát qua ống vải địa kỹ thuật: 6,25 %; + Hàm lượng nước hỗn hợp bơm là: 100 %; + Lượng vật liệu trình bơm là: 10 %; + Đường kính ống bơm : = 0,4 m Hình A.6 - Mặt cắt ngang tuyến ống vải địa kỹ thuật MSL: Mực nước biển cao nhất; * Tính tốn hình dạng ống vải địa kỹ thuật: Từ chu vi ống vải địa kỹ thuật xác định bán kính ống vải địa kỹ thuật theo cơng thức: R S 12,3 1,96 m 2. 2.3,14 Từ độ cố kết f = 70 % tra bảng ta có r = 0,32 R; b= 2,69 R; h = 0,98 R; r70%= = 0,63 m; b70%= = 4,27 m; h70%= = 1,92 m; * Tính tốn đường kính hạt trung bình Dmf theo cơng thức (A.7) sau: 27 TCVN 13565 : 2022 Dmf D10 D20 D30 D40 D50 D60 D70 D80 D90 100 + 140 + 178 + 216 + 255 + 292 + 308 + 312 + 340 Dmf = =238 m * Tính tốn vận tốc giới hạn bơm Vcr: Từ đường kính hạt trung bình vật liệu làm đầy, đường kính ống bơm = 400 mm; tra bảng A ta có vận tốc giới hạn bơm Vcr = 3,72 m/s; * Tính tốn tốc độ vật liệu chạy ống bơm Vpipe: Tốc độ vật liệu bơm chạy ống bơm: Vpipe = Vcr + 0,5 = 3,72 + 0,5 = 4,22 m/s; * Tính tốn lưu lượng bơm Q: Lưu lượng bơm máy bơm xác định từ vận tốc giới hạn bơm Vcr đường kính bơm F; tra bảng Bảng A.2 ta xác định lưu lượng bơm Q = 381 m³/giờ * Tính toán thời gian bơm đầy, chiều dài ống làm đầy: Xác định thời gian bơm đầy, chiều dài ống làm đầy theo thời gian: Từ lưu lượng bơm Q=381 m³/giờ, với độ cố kết f = 70 % => diện tích cắt ngang ống vải địa kỹ thuật là: Sô = Sxf = 12,3 x 70 % = 8,4m² Như bơm được: 381 / 8,4 = 45 m dài ống * Tính tốn tốc độ lắng vật liệu làm đầy Giả sử hàm lượng vật liệu bơm ống 20%, nhiệt độ hỗn hợp cát nước 25°C Ta có tốc độ lắng vật liệu làm đầy theo công thức (A.8): Vsed w o c (1 c) 1 n c Trong đó: u 40.106 40.106 0,89.106 m/s 20 T 20 25 ,65 1,65 g D mf 1,65 9,81 ( 2386 ) wo X 0,7 4,0.10 2 m / s 6 18 u 18 0,89.10 Như tính tốc độ lắng vật liệu làm đầy Vsed w o c (1 c) 4,0.10 2 0,2 (1 0,2) 8,14.10 3 m/s 1 n c 0,4 0,2 * Tính tốn lượng vật liệu làm đầy cần thiết Lượng vật để điền đầy ống vải địa kỹ thuật, lượng vật liệu làm đầy tính theo cơng thức (A.10): Vld Vht (1 K ) + Tổng lượng nước thoát qua vải V nước = 50 % - (50 % * 20 %) = 40%; 28 TCVN 13565 : 2022 + Lượng hạt mịn thoát qua ống vải địa kỹ thuật = 6,25 % * 40 % = 2,5 %; + Lượng hạt mịn thoát qua ống vải địa kỹ thuật tính theo khối lượng hạt rắn K 2,5 % 5,0 % ; 50 % + Lượng hao hụt thi công K = K1 + K2 + K3 = 7,66 % + % + 10 % = 22,66 % Vld Vht (1 K ) 8,4 (1 0,2266 ) 8,4 1,2266 10,30 ( m / m dài) 29 TCVN 13565 : 2022 Phụ Lục B (Tham khảo) Thí nghiệm xác định độ tách nước từ túi địa kỹ thuật trường Phụ lục hướng dẫn cách thí nghiệm xác định độ tách nước vật liệu làm đầy qua túi địa kỹ thuật sử dụng để chứa vật liệu có hàm lượng nước cao vật liệu nạo vét luồng lạch Phương pháp thí nghiệm sử dụng để hỗ trợ để thiết kế hệ thống ống vải địa kỹ thuật chứa vật liệu chứa nước có hàm lượng hạt mịn có hàm lượng nước cao vật liệu nạo vét, vật liệu bùn thải để đáp ứng yêu cầu đặc biệt môi trường yêu cầu thi cơng Thí nghiệm thường sử dụng để xác định tính hiệu tách nước vải địa kỹ thuật vật liệu chứa nước nhằm xác định lượng vật liệu mịn qua vải địa kỹ thuật tốc độ tách nước vật liệu có hàm lượng nước cao Nhà thiết kế sử dụng phương pháp thí nghiệm để đánh giá lượng vật liệu hạt mịn qua túi vải địa kỹ thuật ngồi mơi trường Phương pháp thử thường thực trường nhằm đánh giá loại vật liệu cụ thể, kết phụ thuộc vào vật liệu làm đầy vải địa kỹ thuật cụ thể đánh giá vị trí ống vải địa kỹ thuật bên mặt nước B.1 Thiết bị, dụng cụ B.1.1 Thiết bị dụng cụ theo phương pháp A + Khung gỗ, Hình B.1 + Túi địa kỹ thuật viền đai kim loại có lỗ cách với chiều dài 165 cm, chu vi 152 cm, chứa 75 l, Hình B.2 + Khay nhơm có đường kính 61 cm, cao cm Hình B.1; + Cốc đong thu nước bề mặt mẫu 0,5 l sử dụng để thu nước; + Hai thùng chứa vật liệu thí nghiệm tích 208 l + Đồng hồ bấm + Máy khuấy (có thể dùng que khuấy gắn máy khoan điện cầm tay) + Vật liệu thí nghiệm (vật liệu nạo vét) + Chén nung; + Màng lọc; + Bơm chân khơng + Nước (khơng có cặn) lấy từ nước khu vực thi công để ngâm bao vải địa kỹ thuật Không sử dụng nước khử ion nước cất từ nguồn nước khác 30 TCVN 13565 : 2022 20 Cốc đong Đáy Khay nhơm Hình B.1 – Khung gỗ dụng cụ theo phương pháp A lỗ cách Đai kim loại Đường may Đáy túi khơng may Hình B.2 - Túi vải địa kỹ thuật treo theo phương pháp A 31 TCVN 13565 : 2022 B.1.2 Thiết bị dụng cụ theo phương pháp B +Túi địa kỹ thuật viền đai có lỗ cách với chiều dài 92 cm, chu vi 152 cm, chứa 75 l, Hình B.2 + Khay đáy sâu 15,2 cm, rộng 41,9 cm máng nhựa suốt dài 88,3 cm Hình B.1 (02 khay); + Ống đong 1000 ml sử dụng để đong nước; + Đồng hồ bấm + Máy khuấy (có thể dùng que khuấy gắn máy khoan điện cầm tay) + Vật liệu thí nghiệm (vật liệu nạo vét) + Nước (khơng có cặn) lấy từ nước khu vực thi công để ngâm bao vải địa kỹ thuật Không sử dụng nước khử ion nước cất từ nguồn nước khác Dây buộc Thanh gỗ Túi vải địa kỹ Đường may Khay đáy Hình B.3 - Khung gỗ dụng cụ theo phương pháp B Dây buộc 32 TCVN 13565 : 2022 Gấp tạo viền Đường may Đáy túi khơng may Hình B.4 - Túi vải địa kỹ thuật theo phương pháp B B.2 Yêu cầu, trình tự tiến hành thí nghiệm Túi địa kỹ thuật làm cách khâu nhiều lớp vải địa kỹ thuật để tạo thành túi (vải địa kỹ thuật nhà cung cấp vải địa kỹ thuật gửi tới) a) Chuẩn bị túi - Túi thí nghiệm theo phương pháp A túi phải có chu vi bên 114 cm dài 163 cm Hình B.2 Một cạnh viền dọc theo chu vi túi đai kim loại có bề rộng 2,5 cm đục lỗ đường kính 1,0 cm cách Các đường may vải khâu hai mũi khâu kép để chứa vật liệu thí nghiệm Hình B.2, phần đáy túi gập không may - Các túi theo phương pháp B phải sâu 92 cm chu vi 152 cm Hình B.4 Bốn dây đai cách khâu vào mép túi Các mối nối "J" tạo hai mũi khâu kép dọc theo hai bên túi, phần đáy túi gập không may - Trước thí nghiệm làm ướt trước túi địa kỹ thuật cách ngâm vải địa kỹ thuật vào nước lấy trường vải bão hòa hồn tồn (khơng sử dụng nước khử ion nước từ nguồn khác) - Sau túi địa kỹ thuật xả hết nước, gắn túi địa kỹ thuật vào khung thiết bị khác có khả giữ túi ổn định Trường hợp thí nghiệm theo phương pháp A giữ túi cách luồn bu long vào lỗ đai kim loại Cần để trống 20 cm từ đáy túi địa kỹ thuật mặt sàn thí nghiệm để lấy khay đầy nước hạt mịn tách b) Thí nghiệm - Khuấy mẫu thí nghiệm - Thí nghiệm theo phương pháp A, lấy khoảng 150 l đến 190 l vật liệu thí nghiệm vào thùng chứa (có thể tích 208 l) Khuấy vật liệu máy khuấy phút để đạt độ ổn định đồng 33 TCVN 13565 : 2022 đại diện cho vật liệu thí nghiệm Đổ hỗn hợp qua phễu có kích thước phù hợp gắn vào túi địa kỹ thuật đồng thời bấm đồng hồ - Đối với thí nghiệm theo phương pháp B, lấy 19 l vật liệu thí nghiệm, khuấy mẫu mô tả Lấy mẫu bùn ban đầu để xác định phần trăm chất rắn theo trọng lượng gửi đến phịng thí nghiệm để xác định phần trăm chất rắn theo trọng lượng Đổ hỗn hợp bùn vào túi treo bấm đồng hồ bấm - Đong lượng nước tách - Đối với thí nghiệm theo phương pháp A, khay nhơm nơng nhỏ (khoảng 11 l nước hạt mịn), ghi lại thời gian số lượng Đặt cẩn thận mẫu nước hạt mịn với tất hạt mịn nhìn thấy thùng thủy tinh ghi thời gian, số lượng thứ tự thu thập - Đối với phương pháp B, lấy khay chứa theo khoảng thời gian xác định trước thay khay vào khay trước đầy ghi lại theo thời gian - Mỗi mẫu nước hỗn hợp nên lưu lại để phân tích kết thí nghiệm - Khoảng thời gian thơng thường 2, 5, 10, 15, 30, 45, 60 sau đo khoảng thời gian dài lên đến 24 h tối đa 48 h Đối với phương pháp A tiến hành thu nước hạt mịn từ hệ thống thoát nước vật liệu thí nghiệm khay lượng nước hạt mịn dâng lên khay nhơm nhỏ 2,5 cm thời gian 24 kết thúc thí nghiệm - Sau hồn thành việc lấy mẫu, khuấy phần nước lọc cốc (0,5 l) trộn đồng Sau phút trộn, thu mẫu huyền phù hạt mịn tiếp tục khuấy, với lấy mẫu cốc đong 0,5 l nâng hạ thiết bị khuấy với chu kỳ 30 s hạ xuống 30 s nâng lên Quy trình lấy mẫu cho phép thu thập mẫu toàn chiều sâu hỗn hợp - Rửa cốc lọc cách đặt đĩa lọc biết trước khối lượng vào thiết bị lọc đáy chén nung phù hợp Tiến hành hút chân không rửa đĩa lọc với 20 ml hỗn hợp ba lần liên trình tự sau: + Cho 20 ml hỗn hợp vào cốc, hút chân khơng để hút hết tồn nước đĩa + Cẩn thận tháo đĩa lọc khỏi thiết bị lọc chuyển sang đĩa nhôm thép không gỉ Trường hợp cốc lọc sử dụng chén nung phải di dời tổ hợp đĩa chén nung + Đặt đĩa lọc lị sấy h nhiệt độ 104 °C ± °C; + Để đĩa bình hút ẩm đạt nhiệt độ phòng; + Cân đĩa lọc với độ xác 0,01 g B.3 Tính tốn tổng hàm lượng hạt mịn thoát qua ống vải địa kỹ thuật - Tính tốn tổng hàm lượng hạt mịn qua ống vải địa kỹ thuật theo công thức: Ss (A B)x1000 C (B.1) đó: Ss: hàm lượng hạt mịn thoát qua ống vải địa kỹ thuật (mg/l); A: khối lượng mẫu khô cốc lọc (g); B: khối lượng cốc lọc (g); C: thể tích mẫu thử (20 ml) - Tính tốn tốc độ tách nước theo công thức: FDM 34 Qp (B.2) TCVN 13565 : 2022 - Hiệu chỉnh tốc độ tách nước nhiệt độ tiêu chuẩn F 20 o C theo công thức: F20o C FDM U T U 20o C (B.3) đó: FDM tốc độ tách nước; F 20 o C tốc độ tách nước quy đổi nhiệt độ chuẩn 20°C; UT hệ số độ nhớt nước nhiệt độ T tra Hình B.5; U 20 o C hệ số độ nhớt nước nhiệt độ chuẩn 20°C; Hình B.5 - Đồ thị hiệu chỉnh hệ số độ nhớt 20°C B.4 Báo cáo kết thí nghiệm Báo cáo kết thí nghiệm xác định độ tách nước từ túi địa kỹ thuật trường gồm thơng tin sau: - Phương pháp thí nghiệm; - Loại mẫu thử (Mẫu nạo vét chỗ, mẫu bùn, mẫu vận chuyển từ nơi khác tới); khối lượng ban đầu, trọng lượng, phần trăm chất rắn theo trọng lượng thể tích vật liệu sử dụng tính chất vật lý vật liệu cấp phối trọng lượng riêng; - Các thông tin dự án, địa điểm lấy mẫu, ký hiệu mẫu, độ sâu lấy mẫu (nếu có); - Mơ tả loại vải địa kỹ thuật đường may thử nghiệm; - Báo cáo số lượng mẫu thử kiểm tra hướng thử nghiệm (nếu có); - Báo cáo khối lượng trầm tích thu thập máng tổng lượng nước bị khử trình thử nghiệm; 35 TCVN 13565 : 2022 - Báo cáo liệu thử nghiệm hoàn chỉnh bao gồm nhiệt độ nước, tốc độ dòng chảy ghi lại, thời gian thử nghiệm hàm lượng chất rắn lơ lửng vật liệu nạo vét mẫu nước thu tổng giá trị trung bình cho tất thí nghiệm; - Xác định độ sai số theo phương pháp thống kê 36 TCVN 13565 : 2022 Thư mục tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Viết Trung, Vũ Minh Tuấn, Công nghệ bảo vệ bờ lấn biển, NXB Xây dựng, 2013; [2] Adam Bezuijen, E.W Vastenburg, Geosystems Design Rules and Applications, CRC Press 2013; [3] GT14 Test Method for Hanging Bag Test for Field Assessment of Fabrics Used for Geotextile Bags, Containers and Tubes, Geosynthetics Research Institute, USA, 2004; [4] GT15 Test Method for Pillow Test For Field Assessment of Fabrics/Additives for Geotextile Bags, Containers and Tubes, Geosynthetics Research Institute, USA, 2009; [5] K.W Pilarczyk, Geosynthetics And Geosystems In Hydraulic And Coastal Engineering, Rotterdam, 2000; [6] R.M Koerner, Geotextiles From Design to Applications Elsevier, 2016 37 Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam chịu trách nhiệm xuất bản, ành giữ quyền Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN) Không n, sao, chụp TCVN chưa phép Viện Tiêu chuẩn ượng Việt Nam ỉ: Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội 4-4) 37564269 /37562807 * Fax: (84 - 4)3 361 771 : info@vsqi.org.vn * Website: www.vsqi.org.vn TCVN 13565 : 2022 All rights reserved No part of this publication may be reproduced or utilised in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from Vietnam Standards and Quality Institute (VSQI) 38 Address: Vietnam Standards and Quality Institute (VSQI) Hoang Quoc Viet str, Cau Giay dist, Ha Noi, Viet Nam Tel: ( 84-4 ) 37564269/ 37562807 * Fax: (84 - 4) 38 361 771 E-mail: info@vsqi.org.vn * Website: www.vsqi.org.vn ... công ống vải địa kỹ thuật Ống vải địa kỹ thuật chắn chống xói khơng nên kéo lê mặt đất 13 TCVN 13565 : 2022 5.6.4 Neo ống 5.6.4.1 Thi công ống vải địa kỹ thuật bờ Khi thi công ống vải địa kỹ thuật. .. toán cho kết cấu ống vải địa kỹ thuật có thơng số đầu vào sau: + Độ điền đầy ống vải địa kỹ thuật : f = 70 %; + Diện tích ống vải địa kỹ thuật : S = 12,3 m; + Vật liệu chế tạo ống vải địa kỹ thuật. .. ống vải địa kỹ thuật bơm đầy Hình 11 – Chèn, lấp phía bên ngồi ống vải địa kỹ thuật bơm đầy 16 TCVN 13565 : 2022 Nghiệm thu ống vải địa kỹ thuật 6.1 Nghiệm thu vật liệu dùng cho ống vải địa kỹ thuật