Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN9143 2012 Công ty luật Minh Khuê www luatminhkhue vn TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9143 2012 CÔNG TRÌNH THỦY LỢI TÍNH TOÁN ĐƯỜNG VIỀN THẤM DƯỚI ĐẤT CỦA ĐẬP TRÊN NỀN KHÔNG PHẢI LÀ ĐÁ[.]
Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9143 : 2012 CƠNG TRÌNH THỦY LỢI - TÍNH TOÁN ĐƯỜNG VIỀN THẤM DƯỚI ĐẤT CỦA ĐẬP TRÊN NỀN KHÔNG PHẢI LÀ ĐÁ Hydraulic structures - Calculate Permeable borders of Dam on unrock Foundation Lời nói đầu TCVN 9143 : 2012 chuyển đổi từ 14 TCN 58 - 88 - Đường viền đất đập khơng phải đá - Quy trình 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 9143 : 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 THỦY LỢI - TÍNH TỐN ĐƯỜNG VIỀN THẤM DƯỚI ĐẤT CỦA ĐẬP TRÊN NỀN KHÔNG PHẢI LÀ ĐÁ Hydraulic structures - Calculate Permeable borders of Dam on unrock Foundation Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn sử dụng để tính tốn thiết kế đường viền đất đập bê tông bê tông cốt thép đá, trụ biên nối tiếp đập có khoang sau lưng trụ biên lấp đầy đất loại cát đất loại sét Tiêu chuẩn sử dụng để thiết kế cơng trình dâng nước khác âu tầu, nhà trạm thủy điện kiểu lịng sơng, cống tưới, tiêu … Tài liệu viện dẫn TCVN 8422 : 2010 Cơng trình thủy lợi - Thiết kế tầng lọc ngược cơng trình thủy cơng TCVN 8215 : 2009 Cơng trình thủy lợi - Các quy định chủ yếu thiết kế thiết bị quan trắc - Cụm cơng trình đầu mối TCVN 8216 : 2009 Thiết kế đập đất đầm nén TCVN 8253 : 2012 Cơng trình thủy lợi - Nền cơng trình thủy cơng - u cầu thiết kế TCVN 9137 : 2012 Cơng trình thủy lợi - Thiết kế đập bê tông bê tông cốt thép Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn sử dụng thuật ngữ định nghĩa sau: 3.1 Đường viền thấm (Permeable borders) Đường giới hạn phần không thấm nước đáy, móng đập bê tơng, đập bê tơng cốt thép, cơng trình (cống, đập, ) xây dựng khơng phải đá đường giới hạn dòng thấm Khi xem xét mặt cắt ngang đập phải phân biệt đường giới hạn đập phía phân cách tất phận cấu tạo đập (móng đập, thiết bị tiêu nước, sân phủ, hàng cừ, sân sau không thấm nước v.v ) với đất Đường viền gọi đường viền thấm đất thực đập Một phần đường viền nói giới hạn phía phận khơng thấm thấm nước đập tiếp xúc trực tiếp với đất (Hình 1a) đường 1-2-3-a-4-5-b-6) gọi đường viền đất riêng đập 3.2 Trụ hai bên bờ đập (End pier) Là trụ biên nối tiếp đập hai bên trụ nối tiếp cơng trình với đập đất bên cạnh nối tiếp với bờ đất Khi xem xét mặt cắt nằm ngang trụ biên nối tiếp phải phân biệt đường giới hạn trụ biên nối tiếp phía bên (phía đập đất), phân cách tất phận cấu tạo (tường quặt tường cánh thượng lưu, tường dọc, tường chống thấm, thiết bị tiêu nước, tường quặt tường cánh hạ lưu) với đất bờ với đất đập đất kề bên trụ biên nối tiếp Đường nói gọi đường viền đất thực trụ biên Phần đường viền thấm giới hạn bên LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Kh www.luatminhkhue.vn hơng (phía bên trụ biên) phận không thấm nước trụ biên, tiếp xúc trực tiếp với đất bờ, đất đắp đập đất (Hình 1b) đường 1-2-3-4-5-6) gọi đơn giản đường viền đất trụ biên 3.3 Đường viền đất hợp lý cơng trình (Reasonable Permeable borders) Là đường viền (trong số hàng loạt đường viền định ra), mà với đường viền đó, mặt, cơng trình (đập trụ biên đập) đảm bảo độ bền độ ổn định Mặt khác, dạng hợp lý nghĩa phối hợp điều kiện sau đây: a) Tính kinh tế cơng trình; b) Tính đơn giản thi công thi công thời gian ngắn; c) Khả sử dụng vật liệu địa phương để xây dựng cơng trình; d) Vận hành cơng trình thuận tiện 3.4 Tầng đất khơng thấm (Unpermeable layer) Là tầng đất thực tế không thấm nước, nằm lớp đất thấm nước đập 3.5 Đất khơng đồng (Hecterogeneous soil) Là đất có đặc trưng - lý khác điểm khác khối đất (thành phần hạt, hệ số thấm…); đất có cỡ hạt khác đồng thành phần hạt; đất có đường cong thành phần hạt điểm nêu 3.6 Đất bị xói ngầm (Subsurface erosion) Là đất mà mặt ngồi nó, tác động lực thấm, sinh (ở vận tốc thấm định) biến dạng thấm nguy hiểm nghĩa di chuyển hạt đất dẫn đến biến dạng nguy hiểm cốt đất dẫn đến suy giảm không cho phép khả chịu tải 3.7 Độ bền thấm đất (Endurance of permeable) Là khả đất chống phát sinh biến dạng thấm nguy hiểm 3.8 Thiết kế tầng lọc ngược (Design of adverse filter) Là thiết kế kết cấu dùng để giữ lại thành phần hạt dòng thấm; thu tiêu dẫn nước ngầm (thấm) hạ lưu đập Lọc ngược kết cấu gồm một, hai vài lớp cát, sỏi hỗn hợp cát - cuội sỏi (được tạo thành hạt cát có kích cỡ khác nhau) dùng để ngăn ngừa xói lùng ngồi Trong số trường hợp lớp cát tầng lọc ngược thay bê tơng xốp, vải sợi thủy tinh, vải địa kỹ thuật v.v 3.9 Trồi đất cục thấm (Local emerge earth by permeable) Là chuyển động thể tích đất xảy chủ yếu tác dụng áp lực thấm Một số ký hiệu chung L: chiều dài đường viền đất (hình 1a) đường 1-2-3-a-4-5-b-6); lo: chiều dài hình chiếu đường viền đất đập phương nằm ngang; so: chiều dài hình chiếu đường viền đất đập phương thẳng đứng; z: cột nước tác dụng lên cơng trình nghĩa độ chênh mức nước thượng hạ lưu; trường hợp khơng có nước hạ lưu z - độ chênh mức nước thượng lưu so với mặt đất hạ lưu; s: chiều sâu hàng cừ đóng đất; sra: độ chơn sâu mũi ván cừ (hoặc để chân khay) chỗ đáy hạ lưu (đáy hạ lưu tiết diện ướt chỗ dòng thấm); H: cột nước điểm (ví dụ điểm m), tức độ chênh mực nước ống đo áp tưởng tượng đặt điểm xét so với mặt phẳng tọa độ chọn O-O (gọi mặt phẳng chuẩn); h: tổn thất cột nước đoạn đường thấm xét: h = H' - H" đó: H': cột nước điểm đầu đoạn đường thấm; LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 (1) Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn H": cột nước điểm cuối đoạn đường thấm a) Sơ đồ đường viền đất đập bê tông, bê tông cốt thép CHÚ DẪN: 1-2-3-a-4-5-b-6) đường viền đất đập; II) cừ; III) lọc ngược; I) sân phủ thấm nước; IV) tầng không thấm b) Sơ đồ đường viền đất trụ biên CHÚ DẪN: 1-2-3-4-5-6) đường viền đất trụ biên; I) trụ biên; II) đáy; III) tầng khơng thấm; IV) đập tràn Hình - Các sơ đồ đường viền đất htt: chiều cao đo áp, chiều cao đại lượng áp lực điểm cho tổng hai đại lượng cột nước điểm cho (H) độ sâu (z) điểm mặt phẳng chuẩn htt = = H + z (2) đó: ynước: khối lượng thể tích nước; J: độ dốc đo áp (còn gọi độ dốc thủy lực gradien thủy lực) điểm cho vùng thấm bằng: (3) Trong đó: Δl: chiều dài phần tử đo điểm cho dọc theo đường dòng; Δh: tổn thất cột nước dọc theo chiều dài nói trên; k: hệ số thấm đất LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Các nhiệm vụ tính tốn thiết kế đường viền đất cơng trình thủy cơng có áp 5.1 Khi thiết kế kết cấu nằm đất công trình có áp (đáy đập phần tương ứng trụ biên) phải lựa chọn đường viền đất hợp lý cơng trình Đường viền phải thỏa mãn định nghĩa nêu Điều 3, phải đảm bảo độ bền thấm đá lên kết bờ 5.2 Các vấn đề tính tốn đường viền thấm thiết kế cơng trình chịu áp khơng phải đá vấn đề chiều dài tối thiểu đường thấm chống chịu (với điều kiện cho với cột nước tác dụng lên cơng trình mà đất khơng có nguy bị biến dạng thấm) Chiều dài đường thấm phải đảm bảo độ tin cậy chắn công trình Trong tính tốn thiết kế cần làm sáng tỏ thêm vấn đề sau: 1) Trị số áp lực nước dòng thấm tác dụng lên phận phận khác cơng trình; 2) Trị số lực thấm có tác dụng giảm độ ổn định đất bờ; 3) Trị số lưu lượng thấm có ứng với đường viền đất chọn 5.3 Khi xem xét toàn nhiệm vụ tính tốn thiết kế nêu cần phân tích giải pháp túy kết cấu cho phép giảm ảnh hưởng xấu thấm đến làm việc cơng trình cho phép giảm giá thành cơng trình Thiết kế đường viền đất đập bê tông trường hợp thấm có áp đáy cơng trình 6.1 Phân loại sơ đồ nguyên tắc đường viền đất trình tự chung thiết kế đường viền đất Khi thiết kế đường viền đất đập phải phân biệt sơ đồ nguyên tắc: a) Sơ đồ (hình 2): Đường viền đất với sân phủ thân đập khơng có thiết bị tiêu nước Ở mặt đáy thượng lưu A - mặt cắt ướt chỗ vào dòng thấm, mặt đáy hạ lưu - B mặt cắt ướt chỗ dịng thấm, thơng thường mặt cắt phủ lên lọc ngược lớp gia cố tương ứng; CHÚ DẪN: 1-a-2-3-b-4-5-c-6) đường viền đất; I) hàng cừ; II) sân phủ; III) tầng khơng thấm; IV) lọc ngược Hình - Sân phủ thân đập khơng có thiết bị tiêu nước (sơ đồ 1) b) Sơ đồ (hình 3): Đập có thiết bị tiêu nước nằm ngang Ở trực tiếp thân đập có bố trí thiết bị tiêu nước nằm ngang bảo vệ phía lọc ngược Trong tính tốn thấm mặt - B (coi khơng có chân khay hạ lưu đập) coi mặt cắt ướt chỗ dòng thấm Đường 1-2-3-a-4-5-6 đường viền đất; LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn CHÚ DẪN: 1-2-3-a-4-5-6) đường viền đất III) thiết bị tiêu nước; IV) lọc ngược; I) sân phủ; II) hàng cừ; V) tầng khơng thấm Hình - Đập có thiết bị tiêu nước nằm ngang (sơ đồ 2) c) Sơ đồ (hình 4): Đập sân phủ có thiết bị tiêu nước nằm ngang Ở mặt 5-6-B mặt cắt ướt chỗ dòng thấm, đường viền đất đường 1-2-3-4-5; CHÚ DẪN: 1-2-3-4-5) đường viền đất: II) thiết bị tiêu nước; I) sân phủ có néo bê tơng cốt thép; III) lọc ngược Hình - Đập sân phủ có thiết bị tiêu nước nằm ngang (sơ đồ 3) d) Sơ đồ (hình 5): Đập có thiết bị tiêu nước thẳng đứng Sơ đồ sơ đồ nêu có bố trí thêm một vài hàng lỗ khoan tiêu nước sâu; hàng lỗ khoan tiêu nước bố trí khu vực hạ lưu, đập hay sân phủ Mặt cắt ướt chỗ tăng thêm nhờ bố trí lỗ khoan tiêu nước cột nước vùng định (ở mặt bên đáy lỗ khoan) giảm thực tế đến trị số cột nước hạ lưu; CHÚ DẪN: I) Hàng có lỗ khoan tiêu nước; II) Lọc ngược Hình - Đập có thiết bị tiêu nước thẳng đứng (sơ đồ 4) e) Sơ đồ (hình 6): Sơ đồ đường viền đất sâu Trong trường hợp thấm nước ngăn toàn chiều sâu xuống đến tận tầng không thấm vật ngăn dạng tường sâu bê tơng (hình 6, a), hàng cừ (hình 6, b), xi măng chống thấm, thấm nước ngăn vài vật ngăn Phía đập (theo sơ đồ 5) bố trí thiết bị tiêu nước có lọc ngược bảo vệ nối với hạ lưu LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn CHÚ DẪN: I) Tường bê tông; II) Cừ (chiều sâu δ xác định tính tốn độ bền thấm tầng sâu nằm lớp mặt nền) Hình - Các sơ đồ đường viền đất sâu (sơ đồ 5) Khi thiết kế đường viền đất trước hết phải lựa chọn sơ đồ đường viền nguyên tắc, phù hợp với điều kiện cụ thể cho dựa theo đặc điểm chung sơ đồ đường viền đất nêu Điều 6.2 Trong số trường hợp phải dự kiến sơ không mà hai số sơ đồ nguyên tắc Sau chọn sơ đồ nguyên tắc dựa vào sơ đồ tính tốn phải dự kiến số phương án đường viền đất có khả tương đương mặt bảo đảm ổn định độ bền đập độ bền thấm đất Độ ổn định độ bền đập phải đánh giá tính tốn tĩnh lực Các kích thước đường viền đất phải xác định dựa sở tính tốn độ bền thấm, nói Điều Điều Sau có số phương án đập đặc trưng hệ số an toàn ổn định độ bền cho phép, phải xác định đường viền đất hợp lý phương pháp so sánh phương án tương đương nêu trên, có xét đến khái niệm ký hiệu nêu Điều Điều Để rút bớt số lượng phương án so sánh phải sử dụng nguyên tắc khác nhau, cho phép loại bỏ phương án không hợp lý rõ ràng phương diện thi công rõ ràng không kinh tế Khi thiết kế xây dựng đường viền đất cần sử dụng thêm nguyên tắc bảo đảm thu thập trường, điều kiện làm việc cơng trình, mà cần ý đến tính tốn tĩnh lực đập tính tốn độ bền thấm đất Một số nguyên tắc nêu trình bày điều với đặc điểm chung sơ đồ nguyên tắc 6.2 Phạm vi áp dụng sơ đồ nguyên tắc đường viền đất đặc điểm chung Hiện nay, sơ đồ 1, (Điều 6.1) sử dụng nhiều nhất; phạm vi nguyên tắc sử dụng sơ đồ dẫn thêm đây: a) Sơ đồ (khơng có thiết bị tiêu nước, hình 2) sử dụng trường hợp khơng hồn tồn tin tưởng lọc ngược cơng trình làm việc bình thường (sau lúc bị bồi tắc) trường hợp tương đối gặp Khi đập thiết kế theo sơ đồ lại kinh tế so với đập thiết kế theo sơ đồ từ đến Điều 6.1 Trong trường hợp lại phải sử dụng sơ đồ có thiết bị tiêu nước thân đập sân phủ Sự bồi tắc lọc ngược có nguy xảy trường hợp tầng lọc phải bảo vệ loại đất bùn hạt mịn hạt bụi khơng dính Trong trường hợp gặp loại đất phải sử dụng sơ đồ 1; trường hợp đất dính loại sét khơng dùng sơ đồ Trong trường hợp không rõ ràng, thiết kế đập tương đối quan trọng, vấn đề khả gây bồi tắc lọc ngược phải giải thí nghiệm thích hợp có sử dụng mẫu đất tự nhiên b) Sơ đồ (đập có thiết bị tiêu nước nằm ngang, hình 3) có đặc điểm dọc theo đường - B đập thực tế dọc theo đáy khay hạ lưu đập Cột nước coi khơng đổi ứng với mực nước hạ lưu nhờ bố trí thiết bị tiêu nước đập, áp lực ngược lên đáy đập giảm đáng kể, nhiều trường hợp giảm bớt trọng lượng đập c) Sơ đồ (đập có thiết bị tiêu nước nằm ngang sân phủ, hình 4) sử dụng sân phủ néo vào đập Về mặt cấu tạo, đập có sân phủ néo cơng trình phức tạp so với đập thiết kế theo sơ đồ 2, điều kiện làm việc tĩnh sân phủ, thân đập đập trường hợp sơ đồ phức tạp nhiều so với trường hợp đập sơ đồ Trong trường hợp cá biệt bố trí sân phủ néo trường hợp sử dụng sơ đồ LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn Sơ đồ đập với sân phủ néo sử dụng chủ yếu điều kiện đất loại đất sét Tính kinh tế loại đập phải xác định cách so sánh với phương án đập thiết kế theo sơ đồ khác d) Sơ đồ (đập có thiết bị tiêu nước thẳng đứng, hình 5) có đặc điểm vài vùng đất có phân bố lại lực thấm, đặc biệt nhờ bố trí thiết bị tiêu nước thẳng đứng vùng đất tương ứng lực thấm có hướng từ lên bị triệt tiêu Chỉ bố trí thiết bị tiêu nước thẳng đứng trường hợp lực thấm nguy hiểm cho ổn định đất Những trường hợp xảy ra: - Khi vùng hạ lưu có lớp đất mặt thấm tương đối mỏng, khơng có thiết bị tiêu nước thẳng đứng hạ lưu, lớp đất nêu có nguy bị dòng thấm đẩy trồi lên; - Khi đất loại đất dị hướng, có hệ số thấm theo hướng thẳng đứng tương đối nhỏ; - Khi tính tốn ổn định đập thấy ví dụ đất khơng đồng nhất, mặt trượt khơng theo đáy đập mà độ sâu Trong trường hợp này, cách bố trí thiết bị tiêu nước thẳng đứng làm thay đổi tính chất phân bố lực thấm vùng đất nằm cao mặt trượt xảy Do đó, làm tăng thêm độ ổn định cơng trình Như vậy, đất đất đẳng hướng hạ lưu khơng có lớp đất mặt thấm nước chắn mặt trượt qua đáy đập khơng phải bố trí thiết bị tiêu nước thẳng đứng Ngoài đất loại đất lún nhiều, bố trí thiết bị tiêu nước thẳng đứng để đẩy nhanh q trình cố kết đất nền; - Cần tính đến trường hợp xảy bồi tắc lọc ngược thiết bị tiêu nước thẳng đứng bố trí đập lọc ngược khác với lọc ngược thiết bị tiêu nước nằm ngang, thiết bị sửa chữa trình khai thác đập thiết kế thân đập có dự kiến bố trí hành lang quan trắc thiết bị tiêu nước e) Sơ đồ (sơ đồ đường viền đất sâu, hình 6) sử dụng vị trí tầng khơng thấm nước khơng sâu (thường đến từ 15 m đến 20 m) Sơ đồ phải so sánh kinh tế mặt khác (Điều 4) với sơ đồ khác đập Trong trường hợp chung phương pháp so sánh phương án xác định tính kinh tế sơ đồ Khi cắt ngang qua tầng đất thấm nước tường sâu bê tơng (hình a) chuyển động nước ngầm đập bị chặn đứng, cột nước vùng đất trước tường cột nước thượng lưu, cột nước vùng đất sau tường cột nước hạ lưu (xem đường đo áp P P - P hình a) Trong trường hợp cắt ngang qua tầng đất thấm nước hàng cừ (hình b), có khe hở ván cừ hàng cừ mà đập có chuyển động nước ngầm Do đó, cột nước vùng đất trước hàng cừ giảm đi, vùng đất sau hàng cừ tăng thêm so với trường hợp bố trí tường 6.3 Thiết kế phận đường viền đất bố trí phần dịng thấm hạ lưu 6.3.1 Cần phân biệt phận sau đường viền đất đập: 1) Sân phủ; 2) Các vật chắn chống thấm thẳng đứng (các hàng cừ, chân khay, tường bê tông, xi măng); 3) Đáy đập móng Thơng thường đường viền đất cơng trình không kéo dài tiêu sau đập, tiêu phải tách khỏi đập khớp nối biến dạng Dưới tiêu phải bố trí thiết bị tiêu nước bảo vệ phía lọc ngược Việc đưa đường viền tiêu vào đường viền đất cơng trình làm tăng áp lực đẩy ngược lên đập, điều không nên làm Việc kéo dài đường viền đất tới độ dài cần thiết để bảo đảm độ bền thấm (Điều 8) thường phải thực việc tăng chiều dài sân trước chiều sâu vật ngăn chống thấm bố trí đập Nếu đập đất hạt bùn bùn hạt mịn khơng dính, tức khơng loại trừ khả bồi tắc thiết bị tiêu nước tiêu cần bố trí lỗ nước để trường hợp xảy bồi tắc thiết bị tiêu nước, áp lực đẩy ngược tác dụng lên đáy đập khơng tăng Các lỗ nước tiêu bố trí để nước từ thiết bị tiêu nước hạ lưu 6.3.2 Sân phủ - phải phân biệt: 1) Các sân phủ cứng (bê tông, bê tông cốt thép), 2) Các sân phủ mềm (bằng đất, vật liệu tổng hợp v.v ) có khả biến dạng theo biến dạng Ở LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn trường hợp sân phủ mềm khơng có khả tạo khe hở nằm ngang sân phủ nền, loại sân phủ néo cứng Ngoài cần phân biệt: a) Các sân phủ thực tế khơng thấm nước có kết cấu đặc biệt, thí dụ, sân phủ có lớp cách nước nhựa đường, v.v sân phủ cứng mềm; b) Các sân phủ thấm nước đất sét, sân phủ mềm Trong trường hợp đất sét, việc bố trí sân phủ thấm nước khơng hợp lý Loại sân phủ bố trí cát Có thể cho rằng: hệ số thấm sân phủ thấm nước nhỏ hệ số thấm 50 lần Nếu tỷ lệ khơng đạt phải chuyển sang loại sân phủ thực tế không thấm nước Khi thiết kế sân phủ phải đặc biệt ý đến tính thấm nước khớp nối nối tiếp sân phủ với đập Phải ý sân phủ (nếu khơng néo) chịu áp lực thẳng đứng từ xuống đập chịu tác dụng lực ngang hướng phía hạ lưu, khớp nối nối tiếp có khuynh hướng mở Phải lấy chiều dày t sân phủ thấm nước đất loại sét (trong mặt cắt thẳng đứng) trường hợp đất cát hạt mịn theo công thức t ≥ htổn thất (4) đó: htổn thất: tổn thất cột nước tính từ đầu đường viền đất (phía thượng lưu) đến mặt cắt thẳng đứng xét sân phủ; Jcho phép: độ dốc đo áp cho phép đất sét sân phủ lấy không lớn 10 % đến 15 % Cũng phải lấy chiều dày cho phép nhỏ sân phủ đất theo yêu cầu cấu tạo từ 0,75 m đến 1,00 m Rõ ràng theo công thức (4) độ dốc đo áp thân sân phủ (theo hướng thẳng đứng) tính cơng thức htổn thất : t ≤ Jcho phép; Chính tác dụng độ dốc này, xảy thấm thẳng đứng từ xuống, tạo khe nối tiếp sân phủ đất loại sét đất cát Dưới gradien hạt sét sân phủ (đã đầm nện kỹ) không xâm nhập vào lỗ rỗng đất Chiều dài sân phủ phải xác định sở tính tốn độ bền thấm (Điều 8) nhằm số trường hợp, giảm áp lực đẩy ngược lên đáy đập Tất loại sân phủ trừ sân phủ bê tông phải phủ lớp đất bảo vệ không mỏng 0,3 m; lớp đất bảo vệ phải phủ lên lớp gia cố bảo vệ chống xói lở dòng nước mặt 6.3.3 Hàng cừ Cừ vật tiêu hao cột nước, có cừ trị số cột nước đoạn đường viền đất sau cừ giảm đi, độ dốc đo áp dọc đường viền đất giảm Ngoài hàng cừ cịn có tác dụng: a) Ngăn cản phát triển xói ngầm vùng đất nền; b) Bảo vệ đập khỏi bị xói mịn dịng chảy mặt gây (cừ hạ lưu); c) Ngăn cản tượng trồi đất từ phía đập tác dụng trọng lượng đập (điều xảy trường hợp đất yếu không đồng nhất); d) Cho phép thực việc nối tiếp thân đập với tầng khơng thấm nước tạo thành sơ đồ sâu đường viền đất (hình 6) Việc bố trí cừ hạ lưu gây tăng áp lực đẩy ngược lên đáy đập Để tránh nhược điểm cừ hạ lưu trường hợp phải có đục lỗ Khi tính tốn thấm, hàng cừ có đục lỗ khơng tính đến Trong đất cát đóng cừ (khơng có đá, cuội lớn) thông thường phải dự kiến hàng cừ phía thượng lưu đập sơ đồ (hình hình 3) Ván cừ (hoặc chân khay) thượng lưu sân phủ phải bố trí trường hợp sân phủ cứng sân phủ cứng lún nền, khe nằm ngang sân phủ mở rộng Nếu khơng có cừ (hoặc chân khay) thượng lưu sân phủ nước thấm trực tiếp từ thượng lưu vào khe này, vai trò chống thấm sân phủ Khi có hàng cừ này, cửa vào khe nói LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn bịt kín lại vai trị chống thấm sân phủ thực tế tồn khơng có khe nằm ngang Trong trường hợp sân phủ mềm thấm nước, việc mở rộng khe nằm ngang sân phủ khơng thể xảy Do với loại sân phủ này, đa số trường hợp không nên bố trí ván cừ (hoặc chân khay) thượng lưu sân phủ giá thành m dài (theo chiều sâu) hàng cừ (hoặc chân khay) thường lớn giá thành m dài phần đầu sân phủ thấm nước Trong trường hợp sơ đồ (hình 2), chân khay ván cừ hạ lưu đập (khơng đục lỗ) phải bố trí với chiều sâu bằng: Sra = (0,05 đến 0,10) T (5') không lớn hơn: Sra = (0,05 đến 0,10) lo (5") - Trong trường hợp sơ đồ (hình 3), chiều sâu cho phép nhỏ hàng cừ (hoặc chân khay) nên lấy theo công thức (5'); - Trường hợp giảm Sra tính theo cơng thức (5'), độ dốc đo áp lớn mặt đáy hạ lưu (ở điểm 6) tăng vọt tới vô tận; - Trường hợp tăng Sra tính tốn theo cơng thức (5"), độ dốc đo áp lớn mặt đáy hạ lưu giảm tương đối không đáng kể đồng thời áp lực đẩy ngược tác dụng lên đáy đập lại tăng lên (trong trường hợp sơ đồ 1); - Khi bố trí hàng cừ, không dùng loại cừ ngắn (thí dụ nhỏ m đến m) Tổ chức thi cơng đóng ván cừ q ngắn không kinh tế Phải định chiều dài ván cừ sẵn có, phải tính đến số trường hợp hàn cừ thép (theo chiều dài) để tăng chiều sâu ván cừ (có thể tới 30 m đến 40 m) - Trong trường hợp khơng đồng có lớp kẹp thấm nước nằm ngang tùy theo khả mà hàng cừ phải cắt qua lớp kẹp Khơng cho phép để mũi cừ mặt lớp khơng thấm có khoảng cách tương đối nhỏ (thí dụ, nhỏ 0,5T đến 0,10T) Trong trường hợp để tránh xảy tốc độ thấm lớn mũi cừ tầng không thấm nước, hàng cừ phải đóng sâu vào tầng khơng thấm chuyển thành sơ đồ sâu (hình b) Khi sử dụng sơ đồ sâu (hình b) với tầng khơng thấm khơng phải đá (đất loại sét) phải đóng sâu hàng cừ vào tầng không thấm nước với độ sâu δ Trong trường hợp này, xuất phát từ trị số cột nước trước sau ván cừ, tính tốn xác định trị số δ Khi tính tốn phải xét hàng cừ đơn có chiều sâu δ chịu tác dụng cột nước Z Đối với hàng cừ theo số liệu Điều xác định gradien lớn (gradien điểm a, hình b); cịn theo số liệu Điều kiểm tra độ bền thấm đất loại sét vùng tiếp xúc với đất cát Khi lớp khơng thấm đá, việc nối tiếp ván cừ với đá khó khăn Trong trường hợp phải chuyển, thí dụ sang sơ đồ hình a (hoặc loại bỏ hoàn toàn sơ đồ sâu) Khi đập hàng cừ treo khoảng cách cừ khơng nhỏ 2s, s chiều sâu cừ đóng đất Ở cần ý vấn đề sau: - Nếu cột nước tổn thất hàng cừ có chiều dài s h t hai hàng cừ có chiều dài bố trí hàng cách hàng với khoảng cách lớn 2s, cột nước tổn thất 2h t (với lưu lượng q); - Nếu khoảng cách hai hàng cừ nhỏ (1,5s đến 2s), tổn thất tổng cộng cột nước hai hàng cừ nhỏ 2ht tức trường hợp mặt thấm hàng cừ sử dụng khơng hồn tồn Khi bố trí cừ đập, cần phải xét đến tính thấm nước cừ liên kết khơng kín ván cừ Khi thi cơng đóng cừ vào đất phải nhét đất dính vào ngàm cừ để khe hở liên kết ván cừ nhỏ Khi thiết kế nối tiếp đầu cừ với phần bê tơng đập, phải dự kiến hình thức kết cấu phần nối tiếp cho lực thẳng đứng từ thân đập không truyền xuống cừ Khi xem xét khả truyền lực ngang lên đầu cừ từ phía cơng trình cần ý điều sau đây: a) Lực ngang hướng phía hạ lưu đẩy nghiêng đầu cừ phía hạ lưu, phần cừ phía mặt thượng lưu đường thấm ngắn đi; b) Lực ngang truyền lên đầu cừ thời gian khai thác cơng trình có giá trị thay đổi tùy theo cột nước tác dụng lên cơng trình; LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162 Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn c) Khi hàng cừ có chiều dài lớn (cừ sâu) ngàm nối ván cừ giải kín nước tốt, việc truyền lực ngang lên đầu cừ không nguy hiểm trường hợp cừ ngắn; d) Trong số trường hợp để không truyền lực ngang lên đầu cừ thượng lưu đập, không nên nối trực tiếp hàng cừ với chân khay thượng lưu đập mà nên nối với phần cuối sân phủ nối tiếp với chân khay nói Việc sử dụng cừ kim loại mơi trường ăn mòn phải luận chứng riêng Chiều dài (chiều sâu đóng cừ) cừ sân phủ cừ thượng lưu đập chúng cừ treo phải xác định sở tính tốn độ bền thấm (Điều 8) Khi tính tốn phải so sánh phương án đường viền có khả chống thấm tương đương nhau, có chiều dài sân phủ cừ khác (thí dụ phương án có sân phủ tương đối dài hàng cừ ngắn phương án với sân phủ tương đối ngắn hàng cừ dài) Đối với loại đường viền đất nông trường hợp đất đồng đẳng hướng, điều kiện sau thỏa mãn: S ≤ (0,40 đến 0,50)T S ≤ (0,20 đến 0,25)lo (6) Có thể sử dụng nguyên tắc gần sau đây: m chiều dài sân phủ tương đương (về mặt tiêu hao cột nước vùng sau hàng cừ thượng lưu đập) với 0,5 m chiều sâu hàng cừ thượng lưu đập hàng cừ sân phủ Các sơ đồ đường viền nơng mặt kinh tế thường có lợi so với đường viền sâu Tuy nhiên chọn phương án đường viền cần tính đến điều bổ sung sau đây: - Các nghiên cứu địa chất đủ độ xác, khơng loại trừ khả chỗ chỗ khác có lớp đất xen kẹp nằm ngang với hệ số thấm tương đối lớn chưa phát hiện; - Trong thực tế, tính tốn khơng xét đến tính khơng đẳng hướng đất mà hệ số thấm theo hướng ngang lớn nhiều so với hệ số thấm theo hướng thẳng đứng; - Do lún khơng (trong q trình khai thác cơng trình) thi cơng khơng đảm bảo chất lượng, dọc theo phận nằm ngang đường viền mặt cắt ngang đập mở đường thấm tập trung v.v - Do tình hình nêu thường phải gạt bỏ giải pháp có lợi đơn mặt kinh tế để bảo đảm an toàn, phận nằm ngang đường viền cịn phải bố trí thêm phận thẳng đứng cừ (hoặc chân khay) 6.3.4 Các chân khay Các chân khay bê tông dùng để nối tiếp tốt đập (nhằm mục đích ngăn ngừa thấm tiếp xúc nguy hiểm) Các tường bê tơng sâu phải bố trí thay cho hàng cừ trường hợp khơng thể đóng cừ vào đất trường hợp công trình đặc biệt quan trọng Thường bố trí chân khay tường thượng lưu đập Thông thường phải bố trí chân khay hạ lưu sơ đồ khơng bố trí cừ hạ lưu với chiều sâu tính theo cơng thức (5) Chân khay hạ lưu đập sơ đồ 2; sơ đồ 3; sơ đồ (hình 3; hình 4; hình 5) bố trí để tách thiết bị tiêu nước đập khỏi hạ lưu để bơm nước từ thiết bị tiêu nước đập hạ lưu máy bơm đặt hành lang kiểm tra bố trí thân đập Việc bơm nước khỏi thiết bị tiêu nước cần thiết, thí dụ để kiểm tra làm việc thiết bị tiêu nước Khi sử dụng sơ đồ sâu (hình a) với tường thượng lưu, bố trí tường hạ lưu cắm sâu tới tận tầng không thấm nước phải bố trí lỗ nước tường nhằm đảm bảo cột nước đập ứng với mức nước hạ lưu Khi sơ đồ có bố trí cừ hạ lưu (hình 2) có khe hở ván cừ, chiều sâu chân khay hạ lưu d phải thỏa mãn điều kiện d ≥ 2b, b chiều rộng ván cừ Các chân khay bê tông thi công sau: a) Trong hố móng đào lộ thiên; b) Bằng phương pháp đổ bê tông nước; c) Sử dụng giếng hạ lộ thiên giếng chìm có áp lực LUẬT SƯ TƯ VẤN PHÁP LUẬT 24/7 GỌI 1900 6162