CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI - THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9137: 2012 CƠNG TRÌNH THUỶ LỢI - THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Hydraulic structure − Design for concrete dam and reinforced concrete dam Lời nói đầu: TCVN 9137: 2012 chuyển đổi từ 14 TCN 56-88 Thiết kế đập bê tông bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế theo quy định khoản Điều 69 Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật điểm a khoản Điều Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 Chính phủ quy định chi tiết thi hành số điều Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật TCVN 9137: 2012 Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ cơng bố CƠNG TRÌNH THUỶ LỢI - THIẾT KẾ ĐẬP BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP Hydraulic structure − Design for concrete dam and reinforced concrete dam Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định yêu cầu kỹ thuật công tác thiết kế mới, thiết kế sửa chữa nâng cấp xây dựng đập bê tông bê tông cốt thép thành phần hệ thống thủy lợi, thủy điện, vận tải thủy, cấp nước, cơng trình chống lũ Tiêu chuẩn áp dụng bước thiết kế giai đoạn đầu tư xây dựng cơng trình thủy lợi, thuỷ điện, vận tải thuỷ, cấp nước công trình phịng chống lũ Nội dung mức độ thiết kế thực theo quy định có liên quan tiêu chuẩn, quy chuẩn hành thành phần, nội dung khối lượng lập dự án đầu tư thủy lợi, thuỷ điện Đối với đập bê tông bê tông cốt thép xây dựng vùng động đất, điều kiện có đất lún sụt hang ngầm tơ (karst), cần phải lập quy trình kỹ thuật riêng cho cơng tác thiết kế trình duyệt theo thủ tục định 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 khơng nghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 375: 2006 Thiết kế cơng trình chịu động đất TCVN 4116: 1985 Kết cấu bê tơng bê tơng cốt thép cơng trình Thủy công - Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737: 1995 Tải trọng tác động - Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 8216: 2009 Thiết kế đập đất đầm nén TCVN 8215: 2009 Cơng trình thuỷ lợi - Các quy định chủ yếu thiết kế, bố trí thiết bị quan trắc - cụm cơng trình đầu mối TCVN 8421: 2010 Cơng trình thuỷ lợi - Tải trọng lực tác dụng lên cơng trình sóng tàu TCVN 9143: 2012 Cơng trình Thủy lợi - Tính tốn đường viền thấm đất đập đá TCVN 9159: 2012 Cơng trình thủy lợi - u cầu thi công nghiệm thu khớp nối biến dạng Phân loại đập bê tông bê tông cốt thép 3.1 Phân loại kiểu đập đá đá dẫn Hình 1; Hình 2; Hình 3; Hình CHÚ DẪN: a) kiểu khối lớn; b) kiểu có khớp nối mở rộng; c) kiểu có khoang rộng dọc nền; d) kiểu có lớp chống thấm mặt chịu áp; e) kiểu neo vào 1) khớp nối mở rộng; 2) khoang dọc; 3) lớp chống thấm; 4) neo ứng suất trước Hình - Đập bê tơng đập bê tông cốt thép trọng lực đá CHÚ DẪN: a) kiểu to đầu; b) kiểu liên vòm; c) kiểu mặt chịu áp phẳng; 5) tường chống; 6) phần đầu to; 7) tường vịm; 8) tường ngăn phẳng Hình - Đập bê tông đập bê tông cốt thép chống đá CHÚ DẪN: a) kiểu cổ đập tỳ vào đá; c) kiểu có khớp nối theo đường chu vi gồm dải khớp; b) kiểu đập có cổ chân vịm ngàm với nền; d) kiểu có mố bờ trọng lực; 9) khớp theo chu vi; 11) khớp; 10) đai khớp; 12) mố bờ trọng lực Hình - Đập bê tơng đập bê tông cốt thép chống đá CHÚ DẪN: a) kiểu đập xả tràn; b) kiểu đập xả với lỗ xả sâu; c) kiểu xả hai tầng Hình - Các loại đập bê tơng bê tông cốt thép xả nước chủ yếu đá 3.2 Các đập bê tông bê tông cốt thép tùy thuộc vào kết cấu mục đích sử dụng đập phân thành loại chủ yếu nêu Bảng Bảng - Phân loại đập theo kết cấu mục đích sử dụng Các dấu hiệu khác biệt Các loại đập bê tông bê tông cốt thép chủ yếu 1) Đập trọng lực - Khối lớn (Hình 1a) (Hình 4a) - Có khớp nối mở rộng (Hình 1b) - Có khoang rỗng dọc sát (Hình 1c) - Có lớp chống thấm mặt chịu áp (Hình 1d) - Neo vào (Hình 1e) 2) Đập trống - Kiểu to đầu (Đập trống khối lớn) (Hình 2a) A Theo kết cấu - Kiểu liên vịm (Hình 2b) - Với ngăn chịu áp phẳng (Hình 2c) 3) Đập vòm- Khi B/H ≤ 0,35 (B chiều rộng đập nền; H chiều cao đập) - Với chân vòm ngàm với (Hình 3a) - Với khớp nối theo đường chu vi (Hình 3b) - Gồm dải có khớp (Hình 3c) - Với mố bờ trọng lực (Hình 3d) 4) Đập vịm trọng lực B/H ≥ 0,35 (B chiều rộng đập nền; H chiều cao đập) 1) Đập khơng xả nước (Hình 1a, Hình 1b, Hình 1d; Hình 2c; Hình 3d; Hình 4a) B Theo mục đích sử dụng đập 2) Đập xả nước - Kiểu tràn mặt (Hình 1c; Hình 2a; Hình 4a) - Với lỗ xả sâu (Hình 4b) - Kiểu tầng (với tràn xả mặt lỗ xả sâu (Hình 4c) Các yêu cầu chung 4.1 Các u cầu chung lựa chọn kiểu đập tính tốn thiết kế 4.1.1 Việc chọn loại đập bê tông hay bê tông cốt thép phải dựa sở so sánh tiêu kinh tế kỹ thuật phương án Các phương án phải xét đến yếu tố xã hội, di dân tái định cư, môi trường, sinh thái, biến đổi chế độ dòng chảy, v.v Tùy thuộc vào điều kiện địa hình, địa chất thủy văn điều kiện khí hậu, có xét đến cấp độ động đất vùng đập, bố trí cụm cơng trình đầu mối, sơ đồ tổ chức thi cơng, khả có vật liệu xây dựng chỗ, thời hạn xây dựng điều kiện quản lý đập để lựa chọn kiểu đập 4.1.2 Những đập đá cần phải thiết kế theo loại sau: - Với cơng trình xả tuyến áp lực ưu tiên dùng loại đập bê tông, đập chống đập kết cấu nhẹ bê tông cốt thép; - Trong điều kiện có khe núi cao hẹp nên lựa chọn loại đập vòm kiểu đập vịm trọng lực; - Thơng thường, đập bê tơng bê tông cốt thép đá sử dụng làm đập xả nước; - Chỉ dùng đập bê tông bê tông cốt thép làm đập khơng xả nước tuyến chịu áp có luận chắn 4.1.3 Cấp đập bê tông bê tông cốt thép cần xác định theo tiêu chuẩn chung thiết kế cơng trình thủy cơng sông - Đối với đập cấp I cấp II thơng thường phải tiến hành nghiên cứu thí nghiệm để bổ sung cho tính tốn thiết kế - Đối với đập cấp III IV cho phép thực nghiên cứu có luận chứng thỏa đáng 4.1.4 Các tải trọng tác động lên đập bê tông bê tông cốt thép phải xác định phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 8421:2010 tiêu chuẩn TCVN 375-2006 4.1.5 Khi tính tốn thiết kế đập bê tông bê tông cốt thép chịu tải trọng tác động tổ hợp cần xét: 4.1.5.1 Trường hợp tải trọng thường xuyên: a) Trọng lượng thân cơng trình bao gồm trọng lượng thiết bị hoạt động thường xuyên (cửa van, máy nâng, v.v ); b) Áp lực thủy tĩnh từ phía thượng lưu ứng với mực nước dâng bình thường (MNDBT); c) Áp lực thủy tĩnh từ phía hạ lưu ứng với: - Mực nước hạ lưu thấp nhất; - Mực nước hạ lưu xả lưu lượng lớn qua đập trường hợp trước đập mực nước dâng bình thường (MNDBT); d) Áp lực thấm ứng với mực nước dâng bình thường thiết bị chống thấm tiêu nước làm việc bình thường; e) Trọng lượng đất trượt với đập, áp lực bên đất phía thượng, hạ lưu 4.1.5.2 Trường hợp tải trọng tạm thời dài hạn: a) Áp lực bùn cát bồi lắng trước đập; b) Tác động nhiệt (chỉ đập bê tông) xác định năm có biên độ dao động trung bình nhiệt độ trung bình tháng 4.1.5.3 Trường hợp tải trọng tạm thời ngắn hạn: a) Áp lực sóng ứng với tốc độ gió trung bình nhiều năm; b) Tải trọng thiết bị nâng, đỡ vận tải kết cấu máy móc khác (cầu trục lăn, máy trục treo…); c) Tải trọng vật nổi; d) Tải trọng động xả lũ qua đập xả nước ứng với MNDBT 4.1.5.4 Khi tính tốn thiết kế đập bê tơng bê tơng cốt thép với tổ hợp tải trọng tác động đặc biệt, cần xét tải trọng tổ hợp có luận chứng thỏa đáng tính tốn với hai tải trọng sau đây: a) Tính tốn ứng với áp lực thủy tĩnh phía thượng lưu hạ lưu ứng với mực nước gia cường (MNGC) thượng lưu (thay cho khoản c d Điều 4.1.5.1); b) Tính tốn ứng với áp lực nước thấm xuất có thiết bị chống thấm thiết bị tiêu nước bị hư hỏng (thay cho khoản d Điều 4.1.5.1); c) Tác động nhiệt xác định năm có biên độ dao động lớn nhiệt độ trung bình tháng (thay cho khoản b Điều 4.1.5.2); d) Áp lực sóng ứng với tốc độ gió lớn nhiều năm (thay cho khoản a Điều 4.1.5.3); e) Tải trọng động xả lũ qua đập xả nước, ứng với MNGC thượng lưu (thay cho khoản d Điều 4.1.5.4); g) Tác động động đất Các tải trọng tác động thời kỳ thi công trường hợp sửa chữa đập cần lấy theo tổ hợp đặc biệt Trị số tổ hợp tải trọng phải xác định theo điều kiện cụ thể thi công sửa chữa cơng trình Các tải trọng tác động phải lấy theo tổ hợp bất lợi xảy thời kỳ khai thác thi công xây dựng cơng trình 4.2 u cầu vật liệu xây dựng 4.2.1 Vật liệu xây dựng dùng cho đập bê tông, đập bê tông cốt thép phận đập phải thỏa mãn yêu cầu tiêu chuẩn, quy chuẩn hành thi cơng xây dựng cơng trình thuỷ cơng Việc lựa chọn vật liệu cần tiến hành theo dẫn tiêu chuẩn TCVN 4116:1985 4.2.2 Trong đập bê tông, đập bê tông cốt thép phận đập, tùy thuộc vào điều kiện làm việc bê tông phần riêng biệt đập thời kỳ khai thác, cần phải chia vùng sau (Hình 13): - Vùng I vùng đập phận đập chịu tác động khí quyển, khơng ngập nước; - Vùng II vùng đập nằm phậm vi dao động mực nước thượng, hạ lưu, phần phận đập bị ngập nước thời kỳ phần tràn, phần tháo, phần xả nước, bể tiêu năng.v.v… - Vùng III phần tiếp giáp với đất đá chân cơng trình, nằm mực nước khai thác nhỏ thượng lưu hạ lưu; - Vùng IV phần bê tông thân đập, giới hạn vùng I, II, III, kể phần bê tông kết cấu nằm kề khoang rỗng kín đập bê tơng, bê tơng cốt thép kiểu chống Bê tông vùng đập bê tông, đập bê tông cốt thép thuộc tất cấp đập phải đạt yêu cầu nêu Bảng Bảng - Yêu cầu bê tông vùng đập Yêu cầu bê tông vùng khác đập Vùng đập Bê tông Bê tông cốt thép - Theo độ bền chịu nén I - IV I - III - Theo độ bền chịu kéo I - III I - III - Theo độ không ngấm nước II - III II - III - Theo độ dãn dài giới hạn I - IV Không yêu cầu - Theo độ bền chống tác dụng xâm thực nước II - III II - III II II I - IV Không yêu cầu - Theo độ chống mài mịn dịng chảy có bùn cát độ bền chống khí thực lưu tốc nước bề mặt bê tông lớn 15 m/s - Theo độ tỏa nhiệt bê tông liên kết CHÚ THÍCH: Đối với đập cấp IV, cho phép bỏ qua yêu cầu độ dãn dài giới hạn độ tỏa nhiệt bê tông 4.2.3 Cần vào kiểu loại đập, độ lớn cột nước tác dụng, điều kiện khí hậu vùng xây dựng kích thước phận đập để xác định chiều dày vùng ngồi đập, khơng lấy nhỏ 2m 4.2.4 Thông thường thiết kế đập không dùng loại mác bê tông Chỉ cho phép tăng số mác bê tông có luận chứng riêng 4.2.5 Đối với xi măng dùng cho đập cấp I, II III cần phải xác định loại xi măng sử dụng hồ sơ thiết kế kỹ thuật thiết kế thi công, trường hợp cần thiết sử dụng bê tông đặc biệt phải lập quy trình sản xuất riêng với thỏa thuận quan có liên quan trình duyệt theo quy định chung 4.3 Những yêu cầu bố trí tổng thể kết cấu 4.3.1 Vị trí đập bê tơng bê tơng cốt thép tuyến cơng trình đầu mối cần định vào điều kiện địa hình, địa chất cơng trình, địa chất thủy văn, điều kiện nối tiếp đập với bờ với cơng trình khác; vào sơ đồ tổ chức biện pháp thi công, phải luận chứng so sánh tiêu kinh tế kỹ thuật phương án nghiên cứu cụ thể 4.3.2 Các thiết bị chống thấm tiêu nước đập cần nối tiếp với thiết bị tương tự bên bờ cơng trình đầu mối tiếp giáp với đập Các thiết bị chống thấm cần phải dự kiến tất trường hợp mà đất thuộc loại đất có tính chất lý khơng tốt, thấm nhiều, ổn định chó chứa thành phần dễ hòa tan nước Đối với đất khơng có khả bị xói ngầm học hóa học việc bố trí thiết bị chống thấm phải có luận chứng chi tiết riêng Màng chống thấm phải thiết kế đảm bảo tiếp xúc xâm nhập đến tầng đất thấm thực tế không thấm nước Khi thiết kế màng chống thấm vào đất có tầng khơng thấm chiều sâu màng cho phép lấy nửa trị số cột nước toàn tập đập 4.3.3 Khi nối tiếp phận riêng đập (phần xả nước với phần không xả nước), mặt chịu áp phải bố trí mặt phẳng 4.3.4 Chiều rộng cấu tạo đỉnh đập không xả nước cần chọn dựa vào kiểu đập, điều kiện thi công Chiều rộng đỉnh đập thiết kế vào việc sử dụng đỉnh đập để phục vụ cho giao thông người xe cộ qua lại thời kỳ khai thác tùy theo mục đích khác, khơng nhỏ 2m 4.3.5 Độ vượt cao đỉnh đập không xả nước mực nước thượng lưu cần xác định theo yêu cầu tiêu chuẩn TCVN 8216:2009 Trị số dự trữ chiều cao đập (có kể tường chắn sóng) lấy sau: - Đối với đập cấp I: a = 0,8 m; - Đối với đập cấp II: a = 0,6 m; - Đối với đập cấp III: a = 0,4 m 4.3.6 Kích thước trụ pin đập bê tơng có xả nước cần quy định vào kiểu kết cấu cửa van, kích thước cửa xả, kích thước cửa vận hành cố hành lang dọc, kích thước cấu tạo nhịp cầu Trong tất trường hợp, chiều dày trụ pin chỗ có khe cửa khơng nhỏ 0,8 m 4.3.7 Khi xác định cao trình đỉnh trụ pin đập tràn phía thượng lưu cần xét đến cao trình đỉnh đập khơng xả nước, kiểu cửa van, thiết bị nâng chuyển, điều kiện thao tác chung kích thước theo chiều cao cầu đặt trụ pin có Cao trình đỉnh trụ pin cần lấy theo trị số lớn số trị số xác định theo điều kiện nêu 4.3.8 Trong trường hợp cần thiết phải đưa trụ pin phía thượng lưu theo điều kiện cần bố trí cửa van cầu phần trụ pin phải xét đến việc tạo phần nhô kiểu công son phía trụ pin 4.3.9 Hình dạng mặt trụ pin phía thượng lưu phải bảo đảm cho dòng nước chảy vào khoang tràn thuận co hẹp dịng chảy nhỏ 4.3.10 Hình dạng mặt chiều cao trụ pin phía hạ lưu xác định theo yêu cầu cấu tạo chung, xuất phát từ điều kiện bảo đảm độ bền, bố trí cầu qua lại cơng trình khác, điều kiện khơng cho nước ngập đỉnh trụ pin 4.3.11 Mặt trụ phân dịng trụ biên phạm vi cơng trình xả cần thiết kế tương tự bề mặt trụ pin 4.3.12 Khi thiết kế cầu ô tô cầu đường sắt trụ pin trụ biên trụ việc thỏa mãn yêu cầu kết cấu trụ pin phải thỏa mãn đồng thời yêu cấu kết cấu trụ cầu theo tải trọng cho phép giao thông mặt cầu 4.3.13 Ống dẫn áp lực vào tuốc bin trạm thủy điện bố trí bên bên ngồi thân đập tùy thuộc kết so sánh tiêu kinh tế kỹ thuật phương án thiết kế 4.3.14 Để ngăn nước thấm qua khối đập, thiết kế cần phải dự tính bố trí hệ thống tiêu nước theo kiểu giếng tiêu nước dọc theo mặt thượng lưu đập, nối thông với hành lang dọc 4.3.15 Yêu cầu thiết kế giếng tiêu nước Khoảng cách từ mặt chịu áp đập đến trục giếng tiêu nước, bt đến mặt thượng lưu hành lang dọc cần lấy không nhỏ 2m thỏa mãn điều kiện: bt h J cp (1) Trong đó: h - cột nước mặt cắt tính tốn; Jcp - Gradien cột nước cho phép bê tông đập Trị số gradien cột nước cho phép bê tông (không phụ thuộc vào mác chống thấm nó) cần lấy sau: - Đối với đập trọng lực đập chống kiểu to đầu: Jcp = 20; - Đối với đập vòm, vòm trọng lực mặt trực tiếp chịu áp lực đập liên vòm: Jcp = 40 CHÚ THÍCH: Những u cầu điều khơng áp dụng đập có lớp chống thấm mặt chịu áp Đường kính giếng tiêu nước cần lấy khoảng 15 cm đến 30 cm; khoảng cách trục giếng tiêu nước từ m đến m Để giảm áp lực ngược tác dụng lên đế móng đập, cần trù tính bố trí thiết bị tiêu nước nằm ngang, thẳng đứng nghiêng, thiết bị tiêu nước khác đập 4.3.16 Thiết kế giải pháp tiêu nước giếng Khi thiết kế hệ thống giếng tiêu nước phải dự kiến bố trí hành lang dọc ngang để tháo nước tiêu, để kiểm tra làm việc giếng tiêu nước trạng thái bê tông đập, đặt đường ống, thiết bị kiểm tra quan trắc đo lường, để tiến hàn phun xi măng vào khớp nối, để thi công màng chống thấm, để tiến hành công tác phục hồi sửa chữa trình quản lý vận hành Theo chiều cao đập, hành lang dọc ngang cần bố trí cách từ 15 m đến 20 m Về nguyên tắc phải thiết kế hành lang dọc thấp phải có cao trình hành lang cao mực nước kiệt hạ lưu để đảm bảo tháo nước tự chảy Nếu khơng bố trí cần thiết kế lắp đặt máy bơm nước khỏi giếng hành lang thoát nước Kích thước hành lang phải đảm bảo cho sử dụng làm mặt thi công công tác phun xi măng khớp nối thi công đập, để tạo khôi phục giếng tiêu nước thẳng đứng cần chọn nhỏ nhất, đủ đảm bảo vận chuyển làm việc thiết bị khoan, phun xi măng v.v… Những hành lang dùng để tập trung tháo nước, kiểm tra trạng thái bê tơng đập làm kín nước cho khớp nối, đồng thời dùng cho việc bố trí thiết bị quan trắc kiểm tra, đo lường loại đường ống cần có kích thước sau: - Chiều rộng hành lang không nhỏ 1,2 m - Chiều cao không nhỏ 2,0 m Sàn hành lang tập trung tháo nước, cần thiết kế với độ dốc không lớn 1: 50 hướng máng tràn Trong đập có nhiều tầng hành lang, cần dự kiến có liên thơng hành lang thang máy cầu thang thi công 4.3.17 Trong vùng chịu kéo mặt chịu áp đập bê tông, đập bê tông cốt thép có luận để ngăn ngừa thấm qua bê tông làm cho vôi bị rữa lũa khỏi bê tông để bảo vệ bê tông khỏi bị phá hủy nước có tính xâm thực v.v…, cần trù tính bố trí lớp cách nước (bằng lớp trát nhựa đường, nhựa đường, tẩm bitum, lớp trát khống vật, lớp sơn pơlime pơlime- bitum) 4.4 Khớp nối biến dạng vật chắn nước khớp nối 4.4.1 Khi thiết kế đập bê tông bê tơng cốt thép cần dự kiến bố trí khớp nối biến dạng lâu dài (giữa đoạn) khớp nối biến dạng (khớp nối thi công) tạm thời Kích thước đoạn đập khối đổ bê tông cần xác định tùy thuộc vào: - Chiều cao loại đập; - Kích thước đoạn nhà máy thủy điện vị trí lỗ xả nước (kể ống dẫn nước tua bin) đập; - Phương pháp thi công đập; - Hình dạng lịng dẫn, điều kiện khí hậu vùng xây dựng, cấu tạo địa chất, tính biến dạng đập 4.4.2 Khi chọn loại khớp nối biến dạng khoảng cách khớp nối, cần tuân theo yêu cầu tiêu chuẩn TCVN 4116:1985 4.4.3 Xác định chiều rộng khớp nối biến dạng lâu dài sở so sánh số liệu tính toán dự đoán biến dạng đoạn đập kề nhau, có xét đến phương pháp thi cơng khớp nối, tính chất biến dạng đoạn đập kề nhau, tính biến dạng vật liệu làm kín nước đổ vào khớp nối bảo đảm chuyển vị độc lập đoạn đập với Khi xác định sơ kết cấu khớp nối biến dạng lâu dài chiều rộng khớp cần chọn sau: - Khớp nối nhiệt khoảng cách mặt chịu áp thượng lưu không m: chọn từ 0,5 cm đến cm; bên thân đập chọn từ 0,1 cm đến 0,3 cm; - Khớp nối nhiệt lún: chọn từ cm đến cm phạm vi móng đập bể tiêu với loại đá lẫn đá; - Khớp nối cao móng đập đá, chọn không nhỏ cm 4.4.4 Trong kết cấu khớp nối biến dạng lâu dài cần dự kiến bố trí: - Vật chắn nước, bảo đảm không cho nước thấm qua khớp nối; - Thiết bị tiêu nước để tháo nước thấm qua vật chắn nước thấm vịng lên nó; - Giếng hành lang kiểm tra để quan trắc tình trạng khớp nối sửa chữa vật chắn nước 4.4.5 Vật chắn nước khớp nối biến dạng lâu dài đập cần chia ra: - Theo vị trí khớp nối: khớp nối thẳng đứng, khớp nối nằm ngang khớp nối theo đường viền (Hình 5) - Theo cấu tạo vật liệu: màng ngăn kim loại, cao su chất dẻo (Hình 6a) - Nêm lớp đệm vật liệu atfan (Hình 6b) - Phun xi măng bitum (Hình 6c) - Dầm bê tơng, bê tơng cốt thép (Hình 6d) CHÚ DẪN: 1) khớp nối, δ = 0,5 cm đến cm; 2) khớp nối, δ = 0,1 cm đến 0,3 cm; 3) khớp nối, δ = cm đến cm; 4) khớp nối, δ = 0,1 cm đến 0,3 cm; 5) 6) 7) vật chắn nước thẳng đứng, nằm ngang theo đường viền; 8) thiết bị tiêu nước; 9) lỗ quan trắc; 10) hành lang quan trắc Hình - Sơ đồ bố trí vật chắn nước khớp nối biến dạng cố định đập a) b) đập đá; c) d) đập đá 4.4.6 Khi thiết kế kết cấu vật chắn nước khớp nối biến dạng đập, cần tuân theo quy định sau: - Vật liệu chắn nước phải áp trực tiếp vào bê tông khớp nối; - Trị số ứng suất chỗ tiếp giáp vật liệu atphan vật chắn nước với bê tông mặt cắt xét, không nhỏ trị số áp lực thủy tĩnh bên mặt cắt đó; - Gradien cột nước dịng thấm qua bê tông theo đường viền vật chắn nước không lớn trị số quy định Điều 4.3.15 CHÚ DẪN: a) Lá chắn kim loại, cao su chất dẻo b) Nêm lớp đệm vật liệu atphan c) Vật chắn nước phun (Xi măng bitum) d) Thanh bê tông, bê tông cốt thép 1- Tấm kim loại, 5- Lỗ khoan để phun xi măng, 2- Tấm cao su, 6- Van phun xi măng, 3- Mat tit atphan, 7- Thành bê tông cốt thép 4- Tấm bê tông cốt thép, 8- Lớp đệm cách nước atphan Hình - Các sơ đồ vật chắn nước khớp nối biến dạng đập bê tông bê tông cốt thép 4.4.7 Khi thiết kế cần trù tính việc làm liền khối (đổ bê tông chèn vào) khớp nối thi công thẳng đứng tạm thời trước dâng nước trước đập Cho phép thay đổi thời hạn làm liền khối khớp nối thi công thẳng đứng có luận chứng thích đáng 4.4.8 Để giảm ứng suất nhiệt lún kết cấu đập, ảnh hưởng lún không nền, cho phép bố trí khớp nối mở rộng tạm thời, lấp đầy bê tông (các khối chèn) sau nhiệt độ cân lún ổn định 4.5 Các cơng trình xả, cơng trình tháo cơng trình lấy nước 4.5.1 Các cơng trình xả, tháo lấy nước đập cần dự kiến thiết kế để: - Xả lưu lượng lũ; - Lấy lưu lượng nước để đảm bảo cho tưới, dẫn nước vào ao nuôi cá đẻ, bảo đảm chiều sâu thông tàu hạ lưu, bảo đảm cấp nước v.v…; - Tháo lưu lượng thi công; - Xả bớt lượng nước thừa hồ chứa mực nước trước mùa lũ dung tích hồ chứa bị hạn chế - Tháo cạn phần hồ chứa thời kỳ thi công khai thác 4.5.2 Chiều dài tuyến tràn, kích thước số khoang xả mặt xả sâu cần ấn định tùy thuộc vào: - Trị số tính tốn lưu lượng cần xả; - Tỷ lưu (lưu lượng nước qua đơn vị độ dài thường m) cho phép ứng với điều kiện địa chất cho; - Ảnh hưởng xấu dòng chảy gây lịng sơng làm việc cơng trình đầu mối khác; - Sơ đồ đóng mở cửa van dự kiến; - Chế độ thủy lực dòng chảy lòng sông mặt Đối với đập cấp I, II, III cần phải tiến hành so sánh tiêu kinh tế kỹ thuật phương án nêu theo kết tính tốn thủy lực thí nghiệm mơ hình phịng thí nghiệm Đối với đập cấp IV, việc so sánh phương án tiến hành theo kết tính tốn thủy lực tính tốn tương tự Lưu tốc cho phép tuyến tràn tham khảo Bảng Bảng 4.5.3 Mặt cắt khơng tạo chân khơng có hình dạng cong, nối tiếp dần với mặt tràn đập phải coi mặt cắt chủ yếu đầu tràn tràn xả mặt thuộc cấp Độ dốc mặt tràn nước chiều dài dốc tràn cần quy định xuất phát từ đặc điểm cấu tạo mặt cắt đập Hình dạng đầu tràn đập có xả nước cấp IV cho phép lấy định hình theo hình thang hình chữ nhật Cho phép dùng đầu tràn tạo chân không cần tăng tỷ lưu qua đập tràn, có điều kiện địa chất thuận lợi giải pháp luận chứng tính tốn nghiên cứu thủy lực Bảng - Tỷ lưu cho phép [q] loại đất khác ứng với chiều sâu dòng chảy khác (*) STT Vận tốc khơng xói Lưu tốc cho phép (m /s) khi độ sâu 1m độ sâu dòng chảy (m/s) h = 5m h = 10m h = 20m Mô tả đất Cát hạt vừa lẫn cát thô 0,60 16 37 Cát lẫn sỏi hạt vừa 0,75 20 46 Sét chặt vừa, sét nặng có độ chặt vừa 0,85 10 23 53 Sỏi thô chứa cát sét nhẹ, chặt 1,00 12 27 62 Cát chứa không nhỏ 10% cuội sỏi dét chặt, sét nặng, chặt 1,20 14 32 74 (*) Nguồn: M.Grisin “Thiết kế cơng trình thủy lợi đá” 1966 trang 114 Bảng - Tỷ lưu cho phép trung bình [q]tb ứng với đường kính hịn đá (hoặc khối đá) chiều sâu xói khác (**) Đường kính hịn đá (m) [q]tb ứng với chiều sâu hố xói 5m 10m 15m 20m (**) 0,10 20 30 45 60 0,30 22 40 55 70 0,50 25 50 65 80 0,75 29 60 75 90 1,00 32 70 85 100 1,50 35 75 90 110 2,0 38 80 95 120 2,5 42 85 105 130 3,0 45 90 115 140 ” Chỉ dẫn thiết kế - bảo vệ chống xói lịng dẫn hạ lưu cơng trình xả” VODGEO – 1974 4.5.4 Khi thiết kế cơng trình xả đập kết cấu gia cố hạ lưu có nước chảy qua với lưu tốc lớn, cần xét đến tượng khí thực phá hoại khí thực, xét đến tượng dịng chảy bị hàm khí, xét tới tác động động lực dòng chảy lên phận cơng trình Để bảo vệ bề mặt tràn cơng trình xả chịu tác động lưu tốc lớn 15 m/s khỏi bị khí thực phá hủy, cần dự kiến: - Sử dụng bê tông có độ bền chống khí thực cao - Tạo cho bề mặt có nước chảy qua thuận với dịng chảy san mũi nhô cục chỗ khơng phẳng - Đưa khơng khí vào vùng có khả bị phá hủy khí thực (rãnh thơng khí, bậc bề mặt xả nước có buồng chống khí thực, mũi phóng để hất dịng chảy gây bão hịa cho lớp nước sát đáy) 4.5.5 Trong cơng trình xả sâu, để tăng khả tháo, cần phải thiết kế tạo cạnh vào có hình dạng thuận Diện tích mặt cắt ướt đoạn cơng trình xả sâu thơng thường phải thu hẹp dần để cải thiện điều kiện thủy lực thu nhỏ kích thước cửa van Trục cơng trình xả sâu phải đặt theo đường thẳng Cơng trình xả sâu có dạng cong áp dụng có luận chứng làm việc điều kiện xảy khí thực, có thay đổi chế độ dịng chảy có tác tải trọng thủy động lớn Cao trình tốc độ dọc trục đầu vào cơng trình xả sâu cần ấn định xuất phát từ đặc tính kết cấu đập đoạn cuối cơng trình xả có xét đến biên độ dao động mực nước thượng lưu xác định tương ứng với biểu đồ lưu lượng tháo Khi bố trí buồng cửa van đầu vào phần tuyến cơng trình xả sâu, cần dự kiến việc dẫn khơng khí vào phía sau cửa van Miệng giếng thơng khí cần bố trí gần cửa van mức tối đa (theo điều kiện cấu tạo cơng trình xả), cần bảo đảm cho tia nước phóng lên khơng rơi vào miệng giếng 4.5.6 Kết cấu đoạn cuối công trình xả mặt xả sâu cần chọn tùy thuộc vào độ cao cơng trình xả, tỷ lưu đoạn theo đặc tính đất nền, yêu cầu đặt chế độ thủy lực nối tiếp thượng hạ lưu 4.5.7 Ứng với chế độ chảy mặt cuối cơng trình xả, cần dự kiến mũi hắt có bề mặt nằm ngang nghiêng tạo nên chế độ khơng ngập, có nước nhảy phải ổn định, dịng chảy khơng gây nên xói lở nguy hiểm cho lịng dẫn hai bên bờ đoạn kề với cơng trình Cần tạo chế độ nối tiếp mặt có xét tới việc xả vật 4.5.8 Đối với chế độ chảy đáy, cần phải thiết kế nối tiếp bề mặt tràn với đáy bể tiêu cách thuận, với bậc khơng lớn Trong trường hợp có nguy xuất khí thực làm rỗ bê tơng cần thiết kế thiết bị dẫn khơng khí nước vào mặt phía hạ lưu bậc Cao trình bề mặt bể tiêu cần ấn định từ điều kiện nước chảy ngập, ứng với hệ thống kết cấu tiêu chọn thiết kế cần thiết, có xét đến điều kiện dẫn dịng thời kỳ thi công đập 4.5.9 Khi nối tiếp với hạ lưu cách phun cuối cơng trình xả cần dự kiến mõi phóng để hất dịng chảy hại lưu tới khoảng cách khơng nguy hiểm cho cơng trình Trong trường hợp bị nứt nẻ nhẹ, chỗ nước rơi cần dự kiến gia cố bờ hố xói có biện pháp để tiêu vùng nước rơi lẫn mũi phun cách bố trí phận để phân tán dịng chảy Kích thước, hình dạng độ bền chống khí thực phận phải xác định thơng qua tính toán nghiên cứu thủy lực 4.6 Yêu cầu thiết kế cơng trình nối tiếp đập bê tơng bê tông cốt thép với 4.6.1 Khi xác định đặc trưng độ bền, biến dạng thấm đất đập bê tông bê tông cốt thép chọn sơ đồ tính tốn, cần đặc biệt ý tới vùng đất yếu khối nền: - Trong đá: vùng đất lún sụt, đất dẻo mềm dẻo chảy, đất than bùn, đất tơi rời; - Trong đá: vùng có hệ thống khe nứt nhỏ trung bình, khe nứt lớn đơn độc đứt gãy vùng phong hóa mạnh, vùng giảm tải 4.6.2 Đối với đập cấp I II mà hậu cố chiều cao nên xếp vào loại đập cấp III cấp IV, cho phép xác định đặc trưng tính tốn đất đất đập cấp III cấp IV Hình - Xử lý đứt gẫy nứt nẻ lớn đất đập bê tơng 4.6.3 Để cải thiện đặc tính độ bền biến dạng thấm đất đập bê tông bê tông cốt thép, cần thiết, thiết kế phải dự kiến: - Gia cố làm chặt toàn phần đất xi măng vữa dính kết khác; - Tiêu nước cho đất loại sét bão hòa nước để tăng nhanh cố kết thấm nền; - Bố trí tường chắn để giữ sườn dốc mái dốc khối đất đá; - Xử lý nứt nẻ lớn, đứt gãy cách: + Làm đệm hình nêm bê tơng cốt thép dạng phẳng vòm để lực từ thân đập truyền xuống hai bên thành đá tốt hơn; + Đào thành chân khay bỏ phần đá xấu sau đổ bê tơng (hoặc bê tơng cốt thép) bịt kín vịng đai tạo thành nút nêm bê tơng, sau đổ bê tông thân đập nút bê tông (Hình 7) 4.6.4 Khi thiết kế rãnh khứa để đập bê tông bám vào đá, lượng đá bóc bỏ cần phải phải luận chứng tính tốn độ bền ổn định đập có xét đến biện pháp gia cố khối đá bị nứt nẻ 4.6.5 Không cho phép san bề mặt tiếp giáp đá với đập bê tông Về nguyên tắc, việc nối tiếp đập vòm vòm trọng lực với phần mái dốc không thực dạng bậc 4.7 Yêu cầu quan trắc nghiên cứu trạng cơng trình 4.7.1 Khi thiết kế đập bê tông bê tông cốt thép cấp I, II, III, cần phải dự kiến bố trí thiết bị kiểm tra đo lường để tiến hành quan trắc, nghiên cứu trạng cơng trình chúng q trình thi cơng thời kỳ khai thác nhằm mục đích đánh giá độ tin cậy tổ hợp cơng trình nền, tình hình biến dạng để phát kịp thời hư hỏng, phòng ngừa cố cải thiện tình hình khai thác Đối với đập cấp IV cần dự kiến thiết kế giải pháp quan sát mắt thường Thành phần khối lượng quan trắc nghiên cứu trạng cần dự kiến thiết kế, nêu cơng trình quan trắc, cách bố trí thiết bị kiểm tra đo lường, chế độ báo cáo, truyền tinh, báo động v.v… theo TCVN 8215: 2009 4.7.2 Những quan trắc nghiên cứu trạng đập bê tông bê tông cốt thép chia hai loại: quan trắc kiểm tra quan trắc chuyên môn (chuyên đề) - Những quan trắc kiểm tra thời kỳ thi công tiến hành để đo biến dạng nền, chế độ nhiệt độ, trạng thái ứng suất nhiệt hình thành vết nứt khối đổ bê tông - Những quan trắc kiểm tra thời kỳ khai thác tiến hành để đo áp lực đẩy ngược dòng thấm nước bên bờ vai đập chuyển vị thẳng đứng (lún) nằm ngang, trạng thái ứng suất ứng suất nhiệt đập đập, chế độ thủy lực dịng chảy cơng trình xả thượng hạ lưu, trạng thái lịng dẫn hạ lưu, điều kiện làm việc khớp nối tiếp xúc mở rộng khớp nối thi công - Các quan trắc chuyên môn đập thời kỳ khai thác tiến hành nhằm mục đích thu thập tài liệu có liên quan đến cần thiết phải hồn thiện phương pháp tính tốn, nghiên cứu mơ hình, lựa chọn phương pháp thi công điều kiện quản lý khai thác tối ưu 4.8 Tính tốn độ bền độ ổn định đập 4.8.1 Việc tính tốn độ bền ổn định đập bê tơng bê tông cốt thép phải tiến hành theo trạng thái giới hạn, với tác động lực, nhiệt độ, độ ẩm gây phù hợp với quy định tiêu chuẩn, quy chuẩn hành có liên quan Việc tính tốn độ bền ổn định đập phải tiến hành theo hai nhóm trạng thái giới hạn sau đây: - Theo nhóm thứ (cơng trình khơng sử dụng để khai thác được): tính tốn độ ổn định, độ bền chung cơng trình, độ bền cục phận nó; - Theo nhóm thư hai (cơng trình khai thác bình thường): tính tốn độ bền cục nền, tính tốn hình thành khe nứt tính tốn biến dạng cơng trình mở rộng khớp nối thi công kết cấu bê tông mở rộng vết nứt kết cấu bê tông cốt thép Các tính tốn độ bền chung độ ổn định biến dạng mở rộng khe nứt, mở rộng khớp nối thi cơng tùy thuộc vào trình tự thi cơng, cần tiến hành toàn đập đoạn đập (hoặc “cột” riêng biệt – trường hợp chia khối đổ bê tơng theo chiều thẳng đứng) Các tính tốn độ bền cục hình thành khe nứt cần tiến hành phận kết cấu riêng rẽ cơng trình, kết cấu bê tơng việc tính tốn theo điều kiện hình thành vết nứt phải tiến hành phận bị giới hạn khớp nối thi cơng 4.8.2 Việc tính toán độ bền độ ổn định đập, đập phận chúng phải tiến hành với trường hợp tính tốn có khả xảy với xác suất lớn thời kỳ khai thác thi cơng, có xét đến trình tự thi công chịu tải đập Trong trường hợp đồ án thiết kế dự tính trước việc thi cơng bàn giao đưa cơng trình đầu mối vào khai thác theo đợt việc tính toán độ bền ổn định phần đập thuộc tất cấp phải tiến hành với tải trọng tác động xác định thời kỳ khai thác thường xuyên Khi đó, điều kiện độ bền ổn định đập cho thời kỳ khai thác tạm thời phải lấy thời kỳ khai thác thường xuyên Trong đồ án thiết kế, cần phải dự tính trước trình tự thi cơng đập phận nó, mà với trình tự đó, lực xuất q trình thi cơng khơng địi hỏi phải gia tăng cốt thép tạo nên gia tăng khối lượng khác cơng trình 4.8.3 Tính tốn độ bền ổn định đập phải tiến hành theo tác động tải trọng tính tốn Tải trọng tiêu chuẩn phải xác định có xét đến yêu cầu Điều 4.9.8; Điều 4.9.9; Điều 4.9.10 dẫn sau: - Khối lượng thể tích bê tông đập cấp I, II, III phải xác định theo kết lựa chọn thành phần bê tông; đập cấp IV tính tốn thiết kế sơ tính tốn thiết kế kỹ thuật khối lượng thể bê tông lấy 2,4 T/m3 khối lượng thể tích bê tơng cốt thép 2,5 T/m3; - Các tải trọng động tháo lũ: đập cấp I II xác định theo kết tính tốn nghiên cứu thí nghiệm mơ hình; đập cấp III IV theo kết tính tốn theo cơng trình tương tự - Các tác động nhiệt độ: sử dụng theo số liệu quan trắc nhiệt độ khơng khí nhiều năm tuyến đập sở tính tốn dự đốn nhiệt độ nước hồ chứa CHÚ THÍCH: Khi tính tốn độ bền chung độ độ ổn định đập, hệ số vượt tải trọng lượng thân, tác động nhiệt, ẩm lực động, tất tải trọng đất ứng với trị số tính tốn đặc trưng tgφI, II , CI, II , I, II xác định theo yêu cầu tiêu chuẩn thiết kế cơng trình thủy cơng phải lấy theo yêu cầu tiêu chuẩn, quy chuẩn hành tương đương 4.8.4 Tính tốn độ bền đập cấp I II xây dựng đá phải thực theo phương pháp lý thuyết đàn hồi, trường hợp cần thiết phải xét đến biến dạng không đàn hồi nứt nẻ bê tơng Tính tốn độ bền đập cấp I II xây dựng khơng phải đá phải thực có xét đến làm việc khơng gian móng phận chịu lực khác kết cấu Tính tốn độ bền đập cấp III IV việc tính tốn sơ cấp I II, vê nguyên tắc, phải thực theo phương pháp đơn giản học kết cấu 4.8.5 Đối với đập cấp I II mà hậu cố chiều cao xếp vào loại đập cấp III IV, việc tính tốn độ bền chúng cho phép tiến hành phương pháp đơn giản, giá trị hệ số tính tốn lấy đập cấp I II, hệ số tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn độ bền lấy đập cấp III IV 4.8.6 Khi xác định trạng thái ứng suất - biến dạng đập vùng tiếp giáp phương pháp lý thuyết đàn hồi, cho phép coi bê tông vật liệu đồng chất đẳng hướng có đặc trưng học trung bình, phải xét đến: - Sự có mặt hành lang (giếng) khoang rỗng dọc, buồng gian máy trạm thủy điện, đường dẫn nước tuốc bin, cơng trình xả sâu lỗ khác bê rộng khoang lỗ lớn 15% bề rộng mặt cắt tính tốn đập; - Sự phân bố bê tông theo vùng, tỷ số mô đun đàn hồi vùng lớn 2; - Sự khác đặc trưng học vật liệu đập nền; - Tính khơng đồng có mặt vết nứt đứt gãy nền; - Khả mở rộng khớp nối thi công phá vỡ tính tính liền khối vùng chịu kéo; - Trình tự thi cơng, phương pháp thời hạn đổ bê tông gắn liền khối đổ bê tơng đập 4.8.7 Khi tính toán đập độ bền chung, biến dạng, mở rộng khớp nối thi công mở rộng khe nứt, trị số mô đun đàn hồi tính tốn bê tơng (E) phải xác định sau: - Khi thi công đập cách đổ bê tông “khối cột” theo kiểu đổ “khối dằng mạch” (như kiểu xây gạch): E = Ebt (1 - 0,04nk) (2) - Khi thi công đập phương pháp đổ bê tông lớp: E = 0,90Ebt (3) Trong đó: Ebt - Trị số mơ đun đàn hồi ban đầu bê tông lấy theo Bảng tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép thủy công; nk - Số lượng khớp nối thẳng đứng đổ bê tông đế đập Trong trường hợp, trị số tính tốn mơ đun đàn hồi bê tơng đập phải nằm phạm vi: 0,65Ebt ≤ E ≤ 250 103 kg/cm2 (4) 4.8.8 Chiều sâu mở rộng khớp nối thi công mặt hạ lưu đập cần xác định có xét đến trọng lượng thân cơng trình, áp lực thủy tĩnh tác động nhiệt độ gây nên dao động nhiệt độ theo mùa khơng khí bên ngồi nước hồ chứa, chênh lệch nhiệt độ ban đầu đổ bê tông chèn vào khớp nối thi công nhiệt độ khai thác trung bình nhiều năm đập 4.8.9 Khi tính tốn độ bền chung ổn định đập độ bền cục phận riêng biệt, phải tuân theo điều kiện sau đây: nc N nc < m R k m ( Ra , Rbt ) k (5) (6) Trong đó: m - hệ số điều kiện làm việc xét đến đặc điểm làm việc đập, phận nền, lấy theo Bảng 5; nc - hệ số tổ hợp tải trọng; k - hệ số tin cậy; σ - trị số ứng suất tính tốn; Ra, Rbt - tương ứng sức kháng tính tốn cốt thép bê tông, xác định theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép thủy công tiêu chuẩn, quy chuẩn hành tương đương; Φ - hàm số, mà dạng tùy thuộc vào tính chất trạng thái ứng suất – biến dạng đập xác định theo Điều 5; Điều 6; Điều 7; Điều 8; N R - tương ứng trị số tính tốn tác động lực tổng quát khả chịu tải tổng quát cơng trình Bảng - Hệ số điều kiện làm việc m đập Các loại tính tốn đập yếu tố gây nên cần thiết phải sử dụng Hệ số điều hệ số điều kiện làm việc kiện làm việc m Tính tốn ổn định đập bê tông bê tông cốt thép nửa đá khơng phải đá 1,0 Tính toán ổn định đập trọng lực đập chống đá a) Đối với mặt trượt qua vết nứt khối 1,0 b) Đối với mặt trượt qua mặt tiếp giáp bê tông đá, mặt trượt khối có phần qua khe nứt, phần qua đá liền khối 0,95 Tính tốn ổn định đập vịm 0,75 Tính tốn độ bền chung độ bền cục đập bê tông, bê tông cốt thép phận chúng độ bền bê tơng có tính định loại kết cấu đây: a) Trong kết cấu bê tông - Đối với tổ hợp tải trọng tác động 0,9 - Đối với tổ hợp tải trọng tác động đặc biệt không xét động đất 1,0 - Như trên, có xét động đất 1,1 b) Trong kết cấu bê tông cốt thép dạng dạng sườn, chiều dày (sườn) lớn 60 cm 1,15 c) Trong kết cấu bê tơng cốt thép dạng tầm dạng có sườn chiều dày (sườn) nhỏ 60 cm 1,0 Như điểm 4, độ bền cốt thép khộng dự ứng lực có tính định a) Các phận bê tông cốt thép mà mặt cắt ngang có số thép chịu lực: - Nhỏ 10 1,1 - Lớn 10 1,15 b) Các kết cấu hỗn hợp thép – bê tông cốt thép (hở chôn) ngầm đất 0,8 CHÚ THÍCH: 1) Khi tính tốn độ bền ổn định đập vòm, hệ số điều kiện làm việc tra theo bảng cần nhân thêm với hệ số mv lấy theo Điều 8; 2) Khi tính toán độ bền chung độ bền cục loại đập bê tông bê tông cốt thép, trường hợp độ bền cột thép dự ứng lực có tính định, hệ số điều kiện làm việc cần lấy theo Bảng 24 tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép tiêu chuẩn, quy chuẩn hành tương đương; 3) Khi xét đến tải trọng lặp lặp lại nhiều lần phận đập, hệ số điều kiện làm việc lấy theo Bảng Bảng tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép thủy công tiêu chuẩn, quy chuẩn hành tương đương 4.8.10 Khi thiết kế đập vòm, đập liên vòm, đập vòm trọng lực đập chống kiểu to đầu, kết cấu khác mà bê tông chúng chịu ứng suất nén không gian cần lấy giá trị sức kháng tính tốn bê tơng theo u cầu tiêu chuẩn TCVN 4116: 1985 trường hợp: - Trong trường hợp trạng thái ứng suất phẳng, ứng suất tác dụng dấu cho phép không xét đến ảnh hưởng chung chúng; - Trong trường hợp trạng thái ứng suất phẳng không gian, ứng suất tác dụng khác dấu trị số sức kháng nén tính tốn bê tông cần xác định bị chất tải trục 4.8.11 Việc tính tốn đập bê tơng chịu tác động động đất theo dẫn Điều 5; Điều 6; Điều 7; Điều cần tiến hành theo lý thuyết phổ tuyến tính có xét đến hệ số động đất xác định theo u cầu tiêu chuẩn xây dựng cơng trình vùng có động đất Khi cho phép lấy trị số tính tốn sức kháng bê tơng theo kết nghiên cứu thí nghiệm 4.8.12 Đối với đập bê tông cao 60 m tích bê tơng lớn triệu m3, thiết kế cần xác định giá trị tiêu chuẩn trung gian sức kháng nén kéo bê tông khác với trị số xác định theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4116: 1985 trường hợp 4.9 Tính tốn thấm đập 4.9.1 Việc tính tốn thấm đập bê tơng bê tông cốt thép cần thực nhằm xác định: - Áp lực ngược nước thấm tác dụng vào đế đập; - Các gradien trung bình cột nước áp lực; - Các gradien cục lớn cột nước áp lực; - Vị trí đường bão hịa dòng thấm vùng bờ tiếp giáp với đập; - Tổn thất nước từ hồ chứa thấm, có lưu lượng nước thấm vào thiết bị tiêu nước; - Các thông số thiết bị tiêu nước chống thấm 4.9.2 Việc tính tốn độ bền thấm chung đất phải tiến hành với gradien trung bình cột nước Việc tính tốn độ bền cục phận chống thấm đập (sân phủ, chân khay, màng phụt) đất cần tiến hành với gradien lớn cột nước vị trí: - Tại chỗ dòng thấm hạ lưu thiết bị tiêu nước; - Ở ranh giới lớp đất không đồng nhất; - Ở vị trí có vết nứt lớn Việc kiểm tra tình trạng dịng thấm chảy ngồi sườn dốc ngập vùng đất bao quanh cơng trình cần tiến hành theo vị trí tính tốn đường bão hịa dịng thấm 4.9.3 Khi tính tốn thấm đập, cho phép coi dòng thấm tuân theo quy luật tuyến tính có chế độ ổn định Khi mực nước thượng hạ lưu thay đổi nhanh có động đất, cần phải tính tốn dịng thấm theo chế độ dịng khơng ổn định 4.9.4 Những đặc trưng dòng thấm (mực nước, áp lực, gradien cột nước, lưu lượng) đập cấp I, II, III phải xác định phương pháp tương tự điện – thủy động máy tính tương tự máy tính số tốn: - Với đoạn đập lịng sơng: mặt cắt thẳng đứng – toán hai chiều; - Với đoạn bờ tiếp giáp với đập – toán hai chiều mặt mặt cắt thẳng đứng dọc theo đường dịng, tốn không gian Đối với đập cấp IV tính tốn sơ đập cấp I, II, III, cho phép xác định đặc trưng dòng thấm phương pháp giải tích gần (phương pháp hệ số sức kháng, phương pháp phân đoạn, v.v…) 4.9.5 Khi xác định đặc trưng dòng thấm, cần xét đến ảnh hưởng của: - Các thiết bị tiêu nước chống thấm; - Các khoang rỗng khớp mở rộng hành lang thân đập; - Tính thấm nước bê tơng; - Trạng thái ứng suất biến dạng nền; - Nhiệt độ nước ngầm độ khoáng nước ngầm 4.9.6 Đối với đập bê tông bê tông cốt thép cấp II III đá đá mà điều kiện hậu cố chiều cao chúng xếp vào cấp IV cho phép tính tốn thấm đập cấp IV 4.9.7 Cần xét tới tác động động lực dòng thấm thân đập với trường hợp: a) Đối với đập bê tông bê tông cốt thép cấp III IV, tính tốn sơ đập thuộc cấp dạng lực bề mặt, tác dụng lên mặt tiếp giáp đập (áp lực ngược toàn phần) theo yêu cầu Điều 4.9.10 (Hình 8): b) Khi thiết kế đập bê tông cốt thép cấp I II, đập bê tông cấp II dạng lực bề mặt, tác dụng lên mặt tiếp giáp đập với nền, dạng tải trọng tác dụng lên thượng hạ lưu dạng lực thấm thể tích tác dụng lên đập, theo yêu cầu Điều 4.9.9, (Hình 9) c) Khi thiết kế đập bê tông đá – dạng lực bề mặt tác dụng lên thượng lưu hạ lưu lên mặt chịu áp đập dạng lực thấm thể tích thân đập tới đường tiêu nước, nền, theo yêu cầu Điều 5.1.21 4.9.8 Trong tính tốn, lực thấm thể tích áp lực đẩy ngược tồn phần mặt tiếp giáp cần nhân với hệ số α2 < 1, áp lực nước tác dụng lên thượng lưu, hạ lưu, lên mặt chịu áp đập cần nhân với hệ số - α2 CHÚ DẪN: 1) hành lang phun xi măng; 2) hành lang tiêu nước; 3) xi măng; 4) giếng nước tiêu thẳng đứng; 5) khoang rỗng bên trong; 6) tiếp giáp bê tông đá a) Đập trọng lực; b) Đập chống: c) Đập vòm Pđn: áp lực đẩy nổi; PФ: Áp lực đẩy ngược thấm; B: Chiều rộng đập nền; H: Chiều cao đập HT: Cột nước phía thượng lưu; hH: Cột nước phía hạ lưu; Hp: Cột nước tính tốn; hm : Cột nước thấm lại trục xi măng; ht: Cột nước thấm lại trục giếng tiêu nước; Hình - Các biểu đồ áp lực đẩy ngược dòng nước mặt tiếp giáp đập đá có chống thấm thiết bị tiêu nước CHÚ DẪN: 1) Biểu đồ áp lực đẩy ngược toàn phần mặt tiếp giáp bê tông đá; 2) Màng xi măng; 3) Tải trọng lên thượng lưu; 4) Tải trọng lên hạ lưu; 5) Đường đẳng áp; 6) Đường dòng; 7) Lực thấm đơn vị L l) Chiều dài tính tốn tác động áp lực nước phía thượng lưu hạ lưu; hx) Tọa độ cột nước đo áp chỗ tiếp giáp bê tông – đá (HT ≥ hx ≥ hH); n ) Dung trọng nước; 2) Hệ số diện tích hiệu áp lực đẩy ngược; J) Gradien cột nước Hình - Sơ đồ tác động lực dòng thấm đập Trong đó: hệ số diện tích hiệu dụng áp lực đẩy ngược Phải lấy giá trị hệ số theo kết tính tốn nghiên cứu, có xét đến: - Tính thấm nước bê tơng đất nền; - Tốc độ dâng đầy hồ chứa; - Trạng thái ứng suất bê tông đất nền; - Các thiết bị chống thấm mặt chịu áp, khớp nối đập lòng hồ chứa Trong tính tốn xác định lực đẩy ngược tồn phần mặt tiếp giáp đập nền, trị số lấy khi: - Nền đất lớn đất loại cát; - Nền đất loại sét đá có luận chứng thích ứng Khi xác định lực thấm thể tích áp lực nước đất loại sét đá, cho phép lấy = 0,5 4.9.9 Áp lực đẩy ngược toàn phần nước lên đế đập (Png) phải xác định theo công thức: Png = (PT + Pđn) (7) Trong đó: PT - áp lực đẩy ngược thấm tác động lên phần riêng biệt đường viền đế móng đập; Pđn - áp lực đẩy nổi, có xét đến độ dốc chơn sâu đế móng chân khay đập Đối với khơng phải đá (Hình 9), giá trị Png xác định qua tính tốn thấm có xét tới dẫn Điều 4.9.3 đến Điều 4.9.5