Luận án tiến sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu xử lý vật liệu bồi tích trẻ để nâng cấp, xây dựng đập đất vùng Tây Nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

MAI THỊ HỎNG.

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ VAT LIEU BOI TÍCH TRE

ĐỀ NANG CAP, XÂY DUNG DAP DAT VUNG TÂY NGUYÊN

LUẬN AN TIEN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

MAI THỊ HỎNG.

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ V.

DE NÂNG CAP, XÂY DỰNG DAP DAT VUNG TÂY NGUYE!

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Mãsố: 9580202

NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HỌC

HÀ NỘI, NĂM 2019

LỜI CAM ĐOAN

“Tác giả xin cam đoan day là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả

nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bắt kỳ một

nguồn nào và dưới bắt ky hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tải liệu (nếu có) đã

được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tai liệu tham khảo đúng quy định.

LỜI CÁM ƠN

Sau thời gian thực hiện luận án, với sự nỗ lục của bản thân cũng với sự giúp đỡ tận tỉnh a “Nghiên.

Nguyên” đã

của các nhà khoa học, thay cô giáo, gia đình và các đồng nghi: cứu xử ý vật liệu bồi tích tré để nâng cắp xây dựng

hoàn thành,

“Tác gi xn đặc bit cảm ơn sâu sắc sự hướng dẫn, giáp đỡ tin tỉnh của PGS.TS, NguyễnTrọng Tu, các nhà khoa học, thầy cỗ giáo trong và ngoài trường đã hướng dẫn, góp Ý

cho tác giả trong quá trình học tập và hoàn thành luận án.

Tác giả xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu, Phòng dio tạo Đại học và Sau

đại học, Khoa Công trình, Bộ môn Công ngi;à Quản lý xây dựng, Trường Đại học‘Thuy Lợi; Phòng thí nghiệm Địa kỹ thuật trường Đại học Thủy lợi và trường Đại học

ing Dức đã giúp đỡ tạo điều kiện tốt nhất cho tác giả trong thời gian thực hiện luận

Tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, các đồng nghiệp và bạn bè luôn bên cạnh khích

lệ, nhiệt tinh giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình học tập vả thực.hiện luận án.

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vii

DANH MỤC BANG BIEU ix

DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT xi MỞ DAU, 1 1 Tính cấp thiết của đ ti 1

2 Myc tiêu nghiên cứu 23.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 24, Nội dung nghiên cứu 25 Phương pháp nghiên cứ 3

6 Ý nghĩa khoa học và thực tia 3

7 Câu trúc của luận án 3

CHƯƠNG 1 ‘TONG QUAN VE DAP SỬ DỤNG VAT LIEU TẠI CHO VA DAP DATO TÂY NGUYEN 5

LL Đập đất va những yêu cầu khi thiết kể, thi công 5

LLL Tổng quan về đập đất 5

1.1.2 Tổng quan về những yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế và thi công đập đất dim

nén 9

1.2 Phin tich những nguyên nhân gay ra sự cổ ở đập vật liệu tại chỗ 3 1.2.1 Nguyên nhân do giai đoạn lập dự án đầu tư 4

1.2.2 Nguyên nhân do khảo sát, đánh giá tà liệu 41.2.3 Nguyên nhân do thiết kế 161.2.4 Nguyên nhân do thi công 71.2.5 Nguyên nhân do quản lý khai thác vận hành 7

Một số vi dụ về sự cổ đập đất ở Việt Nam do vật liệu đắp 7

dùng nước trong những năm tới ở Tây Nguyên19

13.1 Đặc điểm hồ chứa và đập đất ở Tây Nguyên 19 1.3.2 Nhú cầu ding nước trong tương lai 20 1.4 Những nghiên cứu về đập vật liệu tại chỗ 2I

Lái cửu dip vt Higu tại chỗ trên Thể giới 21142 Nehién cứu trong nước 23

1.5 Những nghiên cứu về sử dụng xi măng và vôi để gin cổ đất trên Thể giới và

Việt Nam, 2

134 cửu sử dụng xi mang và vôi dé gia cổ đt trên Thể giới 2

1.5.2 Nghiên cứu sử dụng xi măng và vôi để gia cổ đt ở Việt Nam 291.6 Những nội dung dit ra cho nghiên cứu 30

17 KếLluận chương 1 31 CHUONG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC CẢI THIỆN VAT LIEU BOI TÍCH TRE ĐÁP ỨNG YEU CÂU NANG CAP, XÂY DUNG DAP DAT VUNG TAY NGUYÊN 32.

2.1 Vatligu dip đập ở khu vực Tây Nguyên 32241 pit Aluvi 32

2.1.2 Sườn tàn tích và tàn tích trên các loại đá khác nhau 32

2.2 Bổ trí vậtliệu đắt đấp trong thin dp 34 22.1 Nguyên tắc b6 tr 3

2.22 Bổ tr vậtliệu tong than đập 352.3 Một số giải pháp kỹ thuật để cải tao dit dip đập 36

2.3.1 Giải pháp thay đối thành phan cỡ hạt 36

2.3.2 Giả pháp cải tạo đất bằng chất kết dính 3 2.3.3 ˆ Giả pháp củi tạo đất bằng phương pháp trộn Bitum 39 24 Cơ sở khoa học lựa chon chất kết dịnh để cải tạo đt có tính thắm lớn va tốc độ

tan rã mạnh 40

2.4.1 Tính thấm của đất 40 242 Tốc độ tan của đất 40 2.4.3 Thành phần khoáng vật của đắt dị

244 Qué trình hóa lý xảy ra khi trộn ximing vào đất 4524:5 Qua tinh hóa lý xây m khi rộn vôi 41

2.46 ˆ Cơ sở Khoa học lựa chọn chất kết dính vô cơ dé cá tạo đất có tính thắm và

tốc độ tan rã mạnh 48

25.ˆ Cơ sở khoa học lựa chon hat hô để ting dung trọng khô của đất 49

26 Kétlujn chuong 2 50

CHUONG 3 NGHIÊN CUU CẢI THIEN MOT SO CHÍ TIÊU CƠ LY CUA VATLIEU BOI TÍCH TRE DE NANG CAP DAP ĐẮT Ở TÂY NGU' 5131 Dat vin dé si

3.2 Lựa chon mẫu đắt và phương pháp nghiên cứu mẫu đất tong khu vực Tây

Nguyên sĩ

3.2.1 Lựa chon mẫu đất nghiên cứu sĩ

3.2.3 Thời gian va khối lượng mẫu thé nghiệm.

33 Kết qui thí nghiệm các chỉ iêu cơ lý và tinh chất đặc biệt của mẫu vật

dụng để ning cấp đập

33.1 Thành phần hạt của đất

332 Kétqua thí nghiệm các chỉtiêu vật lý của đất 62 3.3.3 Kết qua thi nghiệm các chi tiêu cơ học của đất sa3.3.4 Kết quả thí nghiệm các tính chất đặc biệt 64

33.5 Tông hợp nhận xét kết qua thi nghiệm, 6

cửu giải pháp tăng khả năng chẳng thắm 65 34.1 Chit kết dnh vô cơ dé cải tạo đất 65 34.2 Quy tình chế bi mẫu khi trộn XM và với 66343 Nghiên cứu lựa chon hàm lượng chất kết dịnh để giảm tính thắm của đất

344 Nghiên cit các chỉ tiêu cơ lý của đất sau khi trộn 24 XM và 3% vôi 69 3⁄5 ˆ Nghiên cứu giải pháp giảm tốc độ tan rã cho mẫu đắt MB 70 3.5.1 Quy trình chế bị mẫu thí nghiệm khi trộn chat kết dính xi mang 71 3.5.2 Nghiên cứu lựa chọn hàm lượng ximăng để tăng thời gian tan rã của dat71 3.53 Nghiên cứu các chỉ iều cơ học của hỗn hợp đắt khi trộn 5% him lượng xỉ

ming Tả

3.6 Nghiên cứu giải pháp để nâng cao dung trọng khô của đất 14

3.6.1 Quy tình chế bị mẫu khi tn dâm sạn 75 3.6.2 Ảnh hưởng của him lượng dm sạn lên dung trong khô lớn nhất và độ dm. tốt nhất của đắt T6 3.6.3 Ảnh hưởng của him lượng dim sạn lên khả năng kháng cắt của đấ 78

3.64 Ảnh hưởng của hàm lượng dim sạn lên tính biển dang và tính thắm của đất80

3.6.5 Phin tich lựa chon tỷ lệ dim san hợp lý 82

37 3

CHUONG 4 _ ỨNG DUNG KET QUA NGHIÊN CỨU DE NÂNG CAP DAP DAT BUON SA Ở TÂY NGUYÊN 84

42.2 inh gi hiện mạng đập và đỀ xuất 90

43 Nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng khối đất đắp thượng lưu để nâng cấp,

đập 95

4.311 Tính toán thẳm qua than đập 9

43.2 Tính toán dn din 9

44 Công nghệ xử lý đất gia cổ và thi công dip áp trúc mái thượng lưu dp 105

44.1 Chuẩn bị máy móc, thiết bị và nhân lực 1054.42 Chuẩn bị nguyên vậtliệ thi công 10s

44.3 Quy trình trộn đất theo ty lệ hn hợp gia cổ sử dụng phương pháp dây

chuyển 105

444 Công nghệ thi công đắp áp trúc mãi thượng lưu đập 106 45 KẾthuậnchương4 108 KẾT LUẬN VA KIÊN NGHỊ 109 DANH MYC CONG TRINH PA CONG BO m1

1 Bai bio khoa hoe mL2 Hội nghị khoa hoe ut

3 DB tai khoa hoc ut TÀI LIEU THAM KHẢO H2

1 Đập đất Tả Trạch - Thừa Thiên Huế

2 Quan hệ giữa dung trọng khô và độ im của đắt

3 Mái thượng lưu đập đất hồ Am Chúa, Khinh Hòa sau sự cổ 44 Tương quan giữa lục dim nén, dung trọng khô và độ ẩm đầt

1 Bố trí vật liệu đắt đắp trong thân đập

2 Các mẫu đất sau khi chế bị,

Máy cắt phẳng xác định lực dinh C và góc ma sắt trong ø in của đất.

:m xác định các đặc trưng trương nở của đắt

6 Thí nghiệm xác định tính tan rã của đất

7 Anh hưởng của him lượng XM va 2% lượng vôi với hệ số thắm 8 Ảnh hưởng của him lượng vôi và 2% lượng xi mang với hệ số thắm,

9 Ảnh hưởng của ham lượng XM đến thời gian tan rã của đất10 Ảnh hướng của hầm lượng dim sạn lên dung trong khô lớn nhất

11 Ảnh hưởng của hàm lượng dim sạn đến độ âm tốt nhất

12 Ảnh hưởng của him lượng dim sạn lên góc ma sit rong của đắt

13 Ảnh hưởng của hàm lượng dim sạn lên lực định đơn vị

14 Ảnh hưởng của hàm lượng dim sạn lên médun biến dạng 15 Ảnh hưởng của him lượng dim sạn lên hệsố thắm 1 Sơ đồ các lớp đất của đập đất Buôn Sa.

2 Mãi hạ lưu đập có nhiều vết nứt và các 3 Kết quả tính thấm với đập hiện trạng THỊ

4 Kết quả tính thắm với đập hiện trang TH2 92

3 _ Kết quả tinh thắm với đập hiện rạng TH3 92

6 Kết quả tinh ôn định đập hiện trạng THI 92

1 Kết quả tỉnh ôn định dp hiện trang TH2 92

8 Sơ dé đắp áp trúc mái TL dé nâng cấp chống thắm cho đập 93 9 Sơ đỗ mặt cắt tinh tin 96

10 Kết qua tinh thắm với chiều rộng đỉnh dip B= 4.0m (THỊ) %

11 Kết qui tinh thắm với chiễu rộng dinh dip B =4.5m (THỊ) %

12 Kết quả tinh thắm với chiều rộng đỉnh dip B = 5.0m (TH) 9

13 Kết quá tinh thắm với chiều rộng đính đập B =4L0m (TH2) 9 14 Kết quả tinh thắm với chiều rộng dinh dip B =4.5m (TH2) 9 15 Kết quả tính thắm với chiều rộng đỉnh đập B = 5.0m (TH2) 9 16 Kết quả tinh thấm với chiều rộng dinh dip B= 4.0m (TH3) 98

17 Kết qua tinh thắm với chiều rộng đỉnh dip B= 4.5m (TH) 98

18 Kết qui tinh thắm với chiễu rộng đỉnh dip B = 4.5m (TH3) 9

19 Kết quả tính ổn định mái TL với chiều rộng định dap B = 4.0m (TH1).100

20 Kết quả tinh ổn định mái HL với chiều rộng đính đập B = 4.0m (TH1)100, 21 Kết quả tỉnh ôn định mai TL với chiều rộng đình đập B = 4.5m (THỊ) 101 22 Kết quả tính ôn định mái HL với chiều rộng định đập B = 4.5m (THỊ) 101 23 Kết quả tính én định mái TL với chiều rộng đỉnh đập B = 5,0 m (THỊ) 101 24 Kết quả tính ôn định mái HL với chiều rộng đình đập B = 5.0 m(THỊ)102 25 Kết quá tinh én định mái HL với chiều rộng định đặp B = 4.0m (TH2) 102

36 Kết quả tinh én định mái HL với chiều rộng dinh đập B=4.5m (TH2) 102

37 Kết quả tinh ôn định mái HHL với chiễu rộng định đập B~5.0m (TH2) 103 28 Kết qu tinh ôn định mái HL với chiều rộng định dip B = 4.0m (TH3) 103 29 Kết quả tính ôn định mái HL với chiều rộng định đập B = 4.5m (TH3) 103 30 Kết quả tinh én định mái HL với chiều rộng đình đập B = 5.0m (TH3) 104

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng I | Số lượng đập vật liệu tại chỗ ở các nước trên thé giới (H2=15m), 6Bảng 1 2 Số lượng và phân loại hồ chứa thủy lợi theo dung tích, không kể hỗ thủy

ign 7

Bảng 1.3 Gi tr độ dm tốtnhất và dung trong khô lớn nhất 2 Bang 1.4 Tỷ lệ hư hong đập đất vừa vả nhỏ ở Tây Nguyên 20 Bảng I 5 Đặc tin tan ri của đắt cổ nguồn gốc khác nhau 26 Bảng 1 6 ‘TY lệ xỉ ming với ác log đất khác nhau a

Bảng 3 | Phân loại dit trương nở theo tiêu chuẩn Nga (Snhip) CHHIT 2-05-08-198559

Bảng 3.2 Bảng thống kể thí nghiệm trong phòng 60 Bảng 3.3 Thành phần hat của dit thi nghiệm 61

Bang 3.4 Thí nghiệm các chỉ tiêu vật lý của dat 62

Bảng 3.5 Các chi tu cơ học của dit tự nhiên 63

Bảng 3 6 Kết qua thí nghiệm tinh co ngót, trương nở và độ tan rũ 64Bảng 3.7 Các chi tigu chấtlượng của XM Vicem Hoàng Thạch PCB30 66Bảng 3.8 Kết qua thí nghiệm thắm theo hảm lượng XM và 2% vôi 67

Bang 3.9 Kết quả thi nghi thắm theo hàm lượng või và 2% hm lượng XM 68 Bảng 3 10 Thínghiệm kiểm chứng các chỉ tiêu cơ lý của đất sa khi trận 2% XM và

38 với 20

Bảng 3.11 Kết quả thínghiệm xác định thời gian tí rã của đắt m Bảng 3.12 Thínghiệm kiểm chứng các chỉ tigu cơ học của đất khi trộn 5% XM 14

Bảng 3 13 Quan hệ giữa ti lệ dam sạn, độ âm tốt nhất và dung trọng khô lớn nhất 76Bảng 3 14 Quan hệ giữa hàm lượng dm sạn, góc ma sắt trong va lực dính đơn vi.78

Bảng 3.15 Quan hệ giữa ý lệ dâm san, môđun biến dạng và hệ số thắm 80 Bảng 4 1 Các thing số cơ bản của đập đất hồ chứa Buôn Sa 89 Bang 4.2 Các thông số của của vật liệu trong tính toán 90 Bảng 4 3 Các thông số đề xuất nâng cấp đập đất Buôn Sa 94

Bảng 4.4 Quy định tri số gradient cho phép trong thân dap 94

Bảng 4 5 Hệ số thẳm của vậtliệu đấp dip và đắt nền ding trong mô hình tinh thắm

Bảng 4 6 Kết quả tính thấm tính với chiều rộng khôi dip áp trúc TL khác nhau 99.

Bảng 4.7 Các chi tiêu cơ lý của vậtliệu dip dip và đắt nền 99

Bảng 4.8 Kết qua tinh toán hệ số én định mái đập 104 Bảng 4.9 Sơ đồ thi công đây chuyén khu vục trộn đất 106

DANH MỤC CÁC TU VIET TAT

MA Mẫu đất tại bãi vật liệu A MB Mẫu đất tại bãi vật liệu B MC Miu đất tai bai vật liệu C

MNDBT Mục nước dâng bình thường

1 Tính cấp thiết của để tài

“Các tinh Tây Nguyên có mạng lưới sông suối khá dày, nhiều ghénh thác, là nơi khởi

ê San ở Kon Tum đồ

nguồn của # hệ thông sông chính cằm: hệ thống sông PO Kô

-vào sông Mê Kông: hệ thống sông Ba - Ayun ở Gia Lai dé -vào sông Đà Ring chảy ra

biển Dang: hệ thống sông Sérépak ở Đắk Lắk đỗ vào sông Mé Kông và hệ thing sông Đồng Nai ở Bik Nông và Lâm Đẳng chiy ra biển Đông

Khu vực Tây Nguyên, tỷ lệ lượng nước yêu cầu nhỏ hơn nhiễu so với lượng nước tiém 1 nhưng hiện tượng thiểu hụt nước phục vụ cho nông nghiệp và các ngành kính tế Khác vẫn diễn ra gay gắt (1) Như vậy vẫn có một lượng nước dư thừa rt bin chưa được sử dụng phục vụ cho phát iển đồi sng xã hội và dn sinh kinh, Khu vực Tây Nguyên

«6 trên 1000 hồ thay lợi lớn nhỏ, phn lớn sử dung đập đất được xây dựng bằng phương pháp dim nén, trong dé có đa số các công trình được xây đựng từ những năm tắm mươi,

chín mươi với điều kiện thi công và công nghệ xây dựng còn hạn chế, nên nhiễu công trình đã xuống cấp, không đảm bảo an toàn cho khai thác, sử dụng như sạt lở mái thượng.

tha lưu, thắm qua thân đập Mặt khác, theo nhu cầu phát triển kinh tế xã hội ở Tây

"Nguyên, theo dự báo [2] yêu cầu dùng nước cho nông nghiệp tăng tử 11+12%: nước cho công nghiệp ting 1.7+1.8 tin, nước cho sinh hoạt tăng 1.9+2.0 lin so với hiện nay Nhu sầu dũng nước ngày cảng tăng cao, nhưng điều kiện xây đụng các hỗ chứa mới rắt khó

khăn,‘i vậy yêu cầu nâng cấp, sửa chữa các công trình thủy lợi ở Tây Nguyên rất lớn,

đặc biệt các hd chứa loại vừa và nhỏ được xây dựng bing phương pháp dim nén, nó thường nằm rả rác phân tin, khối lượng vật iệu sử dụng cho việc nông cắp hỗ đập là không lớn lắm Ngoài ra, các vũng đất Tây Nguyên đã được quy hoạch thành các khu trồng cây ăn quả, cây công nghiệp nên việc lấy đất để sửa chữa, nâng cấp đập là khó

khăn Nên việc nghiên cứu sử dụng vật liệu tại chỗ tại vùng có công trình xây dựng để

nâng cấp, sửa chữa là cần thiết, mang lại giá trị kinh tế và kỹ thuật cao Mặc dù đã có

nhiễu công trình nghiên cứu việc sử dụng đất Tây Nguyên để đắp đập, nhưng chưa có

đề tài di sâu nghiên cứu sử dụng hợp lý các loại vật liệu bồi tích trẻ ở các hồ đập, sông

suối để tận dụng sử dụng cho việc năng cấp, sửa chữa đập,

cải tạo vật liệu tại chỗé phục vụVéi những lý do trên việc nghiên cứu các giải phi

nâng cắp, xây dựng đập sẽ giúp tết kiệm kinh phí xây dựng Do vậy, ôi lựa chon để ải

của luận án: *Nghiên cứu xử lý vật liệu bồ tích trẻ để nâng cắp, xây dựng đập đất

vùng Tây Nguyên”,2 Mục tiêu nghiên cứu.

~ Xác định hàm lượng dim sạn hợp lý đề tng dung trọng khô của đất đáp ứng tiêu chin thiết kế nông cấp đập đất

~ Xác định him lượng ximăng hợp lý để giảm tốc độ tan rã của đất đáp ứng tiêu chuẩn

thiết kế nâng cấp đập đất

~ Xác định him lượng ximing và vôi hợp lý để giảm tính thắm của đắt có chứa nhiều «dam sạn đáp ứng tiêu chan thiết kế năng cấp dip dit

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

4.1 Đối tượng

- Các đập đắt thủy lợi

~ Loại đất nghiên cứu: Dat bồi tích trẻ có dung trọng khô nhỏ, có tính thắm lớn và tốc

49 tan rã mạnh;

~ Các hạt dim san có đường kính nhỏ hơn hoặc bing 10mm;~ Các chất kết dinh là xi mang và vôi

3.2, Phạm vi nghiên cứu

~ Khu vực nghiên cứu: Các tỉnh thuộc Tây Nguyễn;

- Xi ming Vicem Hoàng Thạch PCB 30,

4 Nội dung nghiên cứu.

~ Nghiên cứu các tính chất cơ lý và tính chất đặc biệt của một số loại vật liệu tại chỗ ở Tay Nguyên khi sử dụng để đắp đập

tạo vit iu tạ chỗ phủ hợp vớ yêu cầu theotiêu chun

hiện hành để sử dụng cho việc nâng cấp, xây dựng dap dit vùng Tây Nguyên;

~ Lựa chọn các ý ệ chất kết dịnh và dim sạn pha trộn hop lý nhằm khống ỉ

chất đặc biệt của các loại đắt đặc thủ;

~ Ap dụng kết quả nghiên cứu mới để nâng cấp đập vật liệu tại chỗ Buôn Sa,

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Phân tích, thống kể, kế hia cổ chon lọc ác ti liêu, các công trình nghiên cứu có liên quan mật thiết với luận án, từ đó tim ra những vấn dé khoa học mà các nghiên ei trước chưa được d cập một cách đầy đúc

~ Phương php thực nghiệm: Ché tạo các mẫu đắt với các tỷ lệ dim sạn, xỉ măng vàxỉ măng kết hợp với vôi khác nhau, thí nghiệm xác định các chỉ iêu cơ lý v tinh chất đặc

biệt, so sánh với các tiêu chuẩn hiện hành và đưa ra hàm lượng dim sạn, xi măng và xi

&t hợp với vôi hop lý để sử đọng cho việc năng cấp xây dựng dip dit vũng Tây

~ Phương pháp chuyên gia: Thông qua các hội thảo khoa học để lấy ÿ kiến đóng góp của sắc chuyên gia v8 cách tgp cân, nghi cứu, các luận cứ khoa học vã các gi pháp

~ Phương pháp nghiên cứu ứng dụng: Ap dụng kết quả nghiên cứu đẻ cho công trình đập.

đất sử dụng vậtiệu tại chỗ để nâng cắp đập 6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

~ Ý nghĩa kho học: Luận ấn đã bổ sung lâm sâu sắc thêm các vẫn đỀ khoa họ của đất “Tây Nguyên để nghiên cấu nhằm xử lý vật li bồi tích trẻ để nâng cấp, xây đơng đập

vùng Tây Nguyên,

~ Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiền cửu của luận ăn lã những cơ sở khoa học để nâng sắp, xây dựng dip dit ving Tây Nguyên.

7 Cấu trúc của luận án

Ngoài phần mở đầu, phần kết luận và kiến nghị, luận én được tinh bây trong 4 chương; “Chương 1: Tổng quan vé đập sử dụng vat liệu tại chỗ và dap đắt ở Tây Nguyên

“Chương 2: Nghiên cứu cơ sở khoa học củi thiện vật liệu bồ tích trẻ để nâng cấp, xây

«mg dap dit vùng Tay Nguyên“Chương 3: Nghệ

cắp đập đất ở Tây Nguyên

cứu cải thiện một số chỉ 1 cơ lý của vật liệu bai tích trẻ để nâng

“Chương 4: Ứng dụng kết quả nghiên cứu để nâng cắp dap đắt Buôn Sa ở Tây Nguyên.

CHƯƠNG 1 TỎNG QUAN VE DAP SỬ DỤNG VAT LIEU TẠI CHO VA DAP DAT Ở TÂY NGUYÊN

1.1 Đập đắt và những yêu cầu khi thiết kế, thi công LLL Tang quan về đập đất

"Đập dit được xây dựng ở bằng các loại dit hiện có ở gần vùng xây dựng công trinh, là

loại đập không cho phép nước tràn qua, có nhiệm vụ dâng nước và giữ nước trong các

hồ chứa,

Từ xa xưa đập đất đã được xây dựng, để trữ nước phục vụ cho dân sinh, trồng trọt Ở Ai “Cập đập đất được xây dựng từ 4400 năm trước công nguyên, ở Trung Quốc 2280 năm

trước công nguyên [3] Khi đó đập được xây dựng bing các biện pháp thủ công, sử dụng

th với khối lượng vật liệu lớn và thời gian thi công dài (1015 năm), chiều cao đập không quá 15m [4] Đập sử dụng đá dé dip có đập đá xây; đập đá đỏ; đập đất đá "hỗn hop; đập đá dé bê tông bản mặt và đập đá dé bê tông lỗi giữa được xây dựng muộn hơn vào giữa cuối thể ky XIX.

Đến nữa cuối thé kỹ XIX ở nhiều nước phát triển như Anh, Pháp, Mỹ đã bắt đầu xây đựng các công trình thủy lợi lớn và có nhiều phương pháp tính toán khác nhau vé ổn định thắm để áp dung cho việc xây đựng đập, Mỹ là nước đầu tiền sử dụng phương:

pháp thi công cơ giới thủy lực để xây dựng đập đắt

Dap đất được xây đựng nhiều nhất vào những năm 1920:1930, nhờ sự phát triển của.

nhiều ngành khoa học như cơ học dat, lý thuyết thấm, địa chất thủy văn, dja chất công trình và việc ứng dụng các phương tiệnthỉ công cơ giới hóa, nên đã bắt đầu xây dựng được các đập khá cao và khối lượng lớn, sử dụng nhiều loại vật liệu như sỏi, cát, đá

Ngày nay, có rắt nhiều đập cao là đập dit, đất đá hỗn hợp như: Đập Anderson Ranch

(Mỹ) xây năm 1950 cao 139m, Đập Orovin (Mỹ) cao 221m; Đập Xerơ Pongxong (Pháp)

xây năm 1961 cao 122m; Đập Barii (Brazin) xây năm 1967 cao 112m |4]

Hội đập lớn Nhật Bản (ICOLD) thing ke từ năm 400 đến 2009, dip có chiều cao từ

15+30m có khoảng 2300 đập; đập cao trên 30m từ năm 700 đến 2009 có khoảng 1120

ap chủ yếu là đập đất hoặc đập đất đá hỗn hợp Do Nhật Ban là quốc gia có động đất thường xuyên diễn ra, đập đất đá chịu động đất tốt, nên loại đập này được ứng dụng phổ biến.

Theo Hội dap lớn thé giới (COLD) một tổ chức phi chính phủ, là cơ quan đại diện cho"hơn 80 nước xây dựng đập, ICOLD có nhiệm vụ trao đổi ý kiến và kinh nghiệm giữa

các nước trong việc thiết kế, xây dụng và vận hành, bao gồm cả điều kiện môi trường

Hội đập lớn của nhiều nước đã công bố trên các website của mình danh mục đập và hd

chứa Theo thống ké của ICOLD trên Thể giới có 58.519 đập, trong đó đập vật liệ ti chỗ chiếm 76%, trong đó 63% là đập dat [5] Số lượng đập vật liệu tại chỗ ở các nước trên Thể giới được thống kể trên Bang 1.1 theo (5), trong đó Trung Quốc là quốc gia có số lượng đập nhiều nhất trên Thế giới.

Băng 1 1 Số lượng đập vậtliệ tại chỗ ở các nước trên thể giới (E>l5m)

Tr Tên nước Sốợmg | TT | Ténnwde | Sông

1 Trung Quốc 22000 | 17 Nal 3352 My 6575 [18 | CHLB Die an

3 An Độ 291 | 1Ð Abbas 306 4 Nhật 3605 | 20 Ru-macni 246

3 | Tay Ban Nha 196 | 21 Z4mbabue 213

6 Canada 1g | 2 Thấi Lan 204

H Tân Quốc 165 23 Thuy Điển 190

iF aia su | 29 | Bi Dio Nha 10314 | Vuong Quée Anh | SIT 30 Indonesia %

l5 | Oxtrayliahw 486 ma Nga 9

l6 Việt Nam 460

G Việt Nam, đập dat là loại công trình dâng nước và được dùng phổ biến nhất khi xây cưng hỗ chứa nước Những hỗ chứa đã xây dựng ở nước ta chủ yếu sử đụng bing đập

vat igu tai chỗ (VLTC), trong dé đập đất chiếm đại đa ổ [6] Trước năm 1945, việc xây cdựng hỗ chứa din ra chậm, khi đó nước ta mới chỉ xây dựng được 12 hệ thống thủy lợi như: Đô Lương, Bái Thượng, Thác Huéng, Lién Sơn, Liên Mạc Nhưng từ sau năm 1945, đặc biệt từ khi đắt nước thông nhất thi việc xây dựng hỗ chứa phát triển mạnh về số lượng và quy mô công trình, từ năm 1976 đến nay số hỗ chứa xây dựng mới chiếm 67% |T] Hiện nay, có nhiều hỗ lớn, đập cao được xây dựng ở những nơi có

\ự cục thủy lợi, cả nước hiện có 6886 hồ chứa, tự nhiên phức tạp Theo thống kế của Ti

ém 96.55 và 238 hồ chứa thủy điện chiếm 3.5% trong đỗ có 6.648 hỗ chứa thủy lợi c

với tổng dung tích khoảng 63 tỷ m nước, được thể hiện trong Bảng 1 2 [8] Các hồ chứa vừa và nhỏ chiêm tỷ lệ lớn, các hỗ này nằm rải rác khắp nơi tạo nên thể mạnh nhất định, như vốn đầu tw it, thi gian thi công nhanh, sớm di vào hoạt động, phục vụ đắc lực cho phát triển nông nghiệp nông thôn và phù hợp với nén sản xuất nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn ở nước ta Các hồ chứa lớn tuy ít về số lượng, nhưng lại có vai trò quyết định đến sự phát triển công nghiệp hóa, hiện dai hóa, phát điện, Tổng số hỗ chứa nước,

64% s

sắc tinh từ Nghệ An trở ra đến các tink miễn núi phía Bắc là 4224 hỗ el

Su hd chứa là: Nghệ An 629 hd, Thanh Hóa 610 hd, Ha Bình

"Đập vật liệu tại chỗ (VLTC) là loi đập sử dụng những nguồn vật liệu có sẵn gin khuvue xây đựng công trình như đập dit, đập đá đổ, đập bằng vật liệu bồi lắng và đập đắtđi hỗn hợp

Véi mỗi loại đập có cách phân loi khác nhau, việc phân loại dp là cơ sở để để xem xét những điểm khác nhau chủ yếu trong thiết kế, thi công và quản lý [9] Phân loại đập và

hồ chứa được tuân thủ theo Nghị định của Chính phitquân IY an toàn đập và hỗ chứa.nước [10].

"Đập VLTC được sử dụng rộng ri vi có những lợi thể sau

~ Yêu cầu chất lượng của nền đối với đập không cao so với các loại đập khác, do vậy

đập có thể xây dựng trên hầu hết các loại địa chit nền và điều kiện khí hậu, kể cả những

vũng có động đất,

~ Với những kết quả nghiên cứu trong các lĩnh vực Cơ học đắt; Vật liệu xây dựng; Kỳ thuật chống thắm v vậy có thé sit dụng được tit cả các loại dt đễ đắp đập;

~ Khi thi công có khả năng cơ giới hóa cao, rút ngắn thời gian thi công, hạ giá thành

sông tình:

= Tả chức công trường xây dựng và giám sát ky thuật không phức tạp:

= Đập cổ ấu tạo đơn giản, đễ quản lý, dễ tôn cao, dip đây khi sửa chữa, ning cắp

"Đập VLTC là công tình chin nước, trong quá trình Lim việc thường có những đặc tinh

sau: Chịu tác động trực tiếp của sóng, gid, dòng nước va các ngoại lực phức tạp nên yêu sầu dim bảo về chị lực như ổn định về thin, nền đập, 6a định chống trượt của mi thượng, hạ lưu đập trong mọi điều kiện làm việc của đập và đảm bảo yêu cầu chống.

thấm theo tiêu chuẩn thiết kế của nền đập, thân đập, thắm qua vai đập,Bên cạnh những ưu điểm, đập VLTC côn tồn tại những nhược điểm như:

~ Do đập thường là khối lớn nên diện tích chiếm đắt vĩnh viễn và chiếm đt tạm thôi lớn,

cảnh hưởng đến môi trường sinh thái và môi trường xã hội:

- Đập không cho nước tràn qua nên phái xây dung những công trình xã nước riêng, trong.trường hợp nên đã tốt có thé không kinh tế;

- Dưới áp lực của nước và trọng lượng bản thân đập có thể gây ra hiện tượng lún, nứt

hoặc phá hoại các thiết bị chống thắm, có thể gây ra sự cổ đập

'Với những tổn tại nêu trên, nên đập VLTC sau một thời gian đài sử dụng có rit nhiều. đập xuống cấp, cin phải nâng cắp vả sửa chữa đập đắt để dim bảo khả năng trữ nước và

đảm bảo an toàn đập.

112 Tổng quan vềnhững yêu cầu kỹ thuật khi thiết kể và thỉ công đập đắt dim nén 1.1.2.1 Yêu cầu về thiết kết

Khi thiết kế đập đất phải đảm bảo các yêu cầu theo Tiêu chuẩn thiết kế về dap đất dầm nén [11], cụ thé: Đập và nền đập phải én định trong thời gian thi công và khai thác; “Thắm qua nên và thân dip không gây mắt nước quả lớn tờ hồ chứa, không gây x6i ngằm: Không cho phép nước tràn qua; Có các thiết bj bảo vệ đập khỏi bị tác hại của sóng, gió, mưa, nắng : Lựa chọn loại dp đất, cấu tạo các bộ phận, thai gian và phương phip thi

công hợp lý, sử dụng và quản lý thuận lợi, giá thành rẻ.1.122 Yêu cầu về kỹ thuật th công

~ Khi dp đập phải dp đắt đều trên phạm vỉ dip từ thấp đến cao Trong trường hợp cin thiết, được sự đồng ý của thiết kế cho phép đắp dat cắp phải chú ý xử lý tốt chỗ tiếp

~ Khi sir dung nhiễu loại đất khác nhau để đắp đập, cin phải tuân thủ theo thiết kế về vị

trí đắp của từng loại đất trong thân đập, với vật liệu ít thắm nước phái được đắp ở vị trí

trung tim khối đập, còn với vt liệu thắm nước lớn hơn được đắp ở vì trí ở hạ lu đập: lớp đắp phải đạt dung trong khô thiết kế và hệ số dim chặt K Để dim nén dat dung trong khô thiết ế, cần phải thực hiện đáng các quy định vẻ: độ âm của đất: chiều dây lớp đất ải; số in đầm, Các thông số này được lựa chọn từ kết quả thí nghiệm dim

nên hiện trường;

~_ Khi thay đội máy đằm cin phải iểm tra lại chiều diy lớp đất rải và số in dim Chiểu day lớp rải đắt trước khi dim thường chọn trong phạm vi 0.25 0.5 m, nếu chiều diy lớp

cđải là 0.25m và số lần dim là 12 lượt mà không đạt dung trọng khô thiết kế i phải thay

đổi máy đầm, không nên tăng số lần đầm, hiệu quả sẽ kém và thời gian dim sẽ kéo dài làm cho đất sẽ bj khô Cần phải chọn chiều dây lớp rải và thiết bị dim sao cho các lớp đầm được ding đều,

- Thực hiện công ắc ải, san, hành theo true đập Khi phân đoạn dé dim, yêu cầu vết dim ở đoạn tiếp giáp giữa hai đoạn kề nhau phải chồng lên nhau từ 50+100em, còn vét dim ở rải đất tiếp giáp song song, cin phải dim chẳng lên nhau từ

~ Khi dip xung quanh vj trí các công trình trong thân đập như tháp công, công kim bằng bê tông hoặc đá xây phải dim bằng tay và các thiết bị đầm phải nhô, không urge dim bằng co giới để đảm bảo đất tiếp xúc chặt với công trình, trắnh ảnh hưởng của lực xung kíc làm hư hỏng các công tinh trong thin đập Khi dim thủ công, cl iy lớp dải tong phạm vi 1015 em va ding phương pháp dim tiền Đầu tiên đầm một

lượt trên khắp diện tích, phải dam bảo cho mặt dim bằng phẳng, sau đó din thành hang

và đầm đều trong hàng và tiến lên cho tới khi xong, các ết dim phải chẳng lên nhau khoảng 1/3 chiều rộng của quả dim:

~ Khi thi công đắp đập phải cổ gắng cao đều, tránh tạo nên quá nhiều mặt nối tiếp, các lớp đắp lên tiếp phải iễn khối Khu trung tâm khối dip phải được dip trước và cao hơn một chút nhằm tạo ra độ đốc thoải từ 1+2% để thoát nước khi mưa Nếu gặp rồi mưa khi th công, yêu cầu mặt lớp đất dip phải được dim nhẫn để tang khả năng thoát nước

và tăng độ kin nước trên bể mặt.

1.1.2.3 Yêu cầu vé lựa chọn vật liệu đắp đập khi thi công đập đắt đầm nón

Lựa chon vật liệu dip đập khi thi công đập đất dim nén, phải đảm bảo các yêu cầu sau 2

ấp vào thân đập thường phải thoả mãn các yêu cầu: Sức kháng cắt (C, øJ cao; Hệ số thắm (K) nhỏ; Hàm lượng chất hữu cơ, tạp chất nhỏ hơn 5%, him lượng mudi tan <

0.8%; Chỉ số do Ip= W- We = (7220);

= Thành phần hạt C = d/o < (30100), khi thiết kế đã chỉ a đường bao cấp phối cho phép; Bit không bị biến chất, phong hoá hoặc gây biển dang lớn sau khi dim nga; Him lượng hạt sét không chiếm nhiều hơn ($0+60)%, tốt nhất nằm trong khoảng (10+25)%; Khi đập có tường lõi chống thắm thi hệ số thắm của tường phải nhỏ hơn của đất hai bên khoảng (20:50) lẫn, theo Tiêu chuẩn xây dựng (TCXD) Việt Nam 4447-87 khối lượng thể tích khô edn gọi là dung trọng khô (7) chỉ được phép sai lệch thắp hơn 0.03T/m* so

nu lấy thí nghvới yêu cầu của thiết kế và số mẫu không đạt yêu cầu so với tổng s m

Không được lớn hơn 59%

1.34 Yêu tổ quyết định đốn hiệu quả dm nén

Khi thi công đập đắt dim nén cin xem xét các yếu tổ ảnh hưởng đến hiệu quả dim chặt như: Dung trong khô z; Độ âm W; Áp lực dim nón (loại dim); Loại đất (hành phần hạt hầm lượng các bạt sốt chi dây ri đất

a/ Ảnh hưởng của độ dm

“Thành phần dit bao gồm các hạt khoáng rắn, nước và không khí Nước có tác dung làm trom cic hat đất nên lâm cho lực mast, lực keo giảm

Nếu lượng ngậm nước trong dat quá nhỏ tức là đất quá khô, hiệu quả nén chặt sẽ kém, còn nếu đắt quá ớt, lượng nước thửa sẽ chúa diy các lỗ rỗng giữa các hạt dit, làm cho lực dim nén không thể chuyển toàn bộ đến các hat đất, vì một phần phải chuyển cho. lượng nước thừa tự do nên lực nền cổ ích giảm di, dẫn đến hiệu quả đằm nén kém, Như vậy chỉ có lượng ngậm nước nhất định làm cho dim hiệu quả được cot 1à độ Âm tt nhất Hình 1 2 thể hiện quan hệ giữa dung trọng khô z và độ âm W của đất, khi độ ẩm tăng dụng trọng khô tăng, khi độ dm đạt đến một trị số nào đó thi dung trọng khô đạt lớn nhất, độ âm lúc này được gọi là độ âm tốt nhất của đắt ứng với công năng đầm nhất định Sau khi vượt qué độ âm tốt nhắt, dung trọng khô sẽ giảm dần Khi thi công, người

a cổ ging có được đất cổ độ âm tố nhất Tuy nhiên, thực tẾ thưởng phải o6 giải php tăng hoặc giảm độ âm cho đắt tự nhiên

Yo (Thm*y

Warn Wf).

Hình 1.2 Quan hệ giữa dung trọng khô và độ ẩm của đất

“Theo TCVN 8297-2009, có thể tham khảo giá trị độ dim tốt nhất và dung trọng khô lớn nhất đạt được khí đầm Proctor ở Bảng 1.3 [12]

Bảng 1.3 Giá tị độ ẩm tốt nhất và dung trọng khô lớn nhất

Losi dit | D6 am tét mbit, % aaa eee wren ct

cá Tus ain 2 Tir 175 đồn 1.95

by Ảnh hướng của loại đắt và thành phần hạt

~ Đối với loại đất dinh (đất sé, đắt thit) lực keo kết lớn, lực ma sát nhỏ, nên dưới tác dụng của lực đầm nén đất để bị co ép hoặc giãn nở nhưng do tính thắm nước nhỏ, thoát

nước khó khăn nên quá trình co ép tương đối chậm, khó đầm chặt,

~ Đối với đắt không dính, lực keo kết nhỏ, ma sát lớn, tính co ép và giãn nở tương đối nhỏ, nhưng tinh thắm nước lớn nên dưới tắc đụng của lực dim nền nước thoát ra nhanh,

cdễ đầm chặt

- Đối với đất 6 cấu tạo hạt to nhỏ khắc nhau, hay thành phần hạt phân bổ không đồng đều thì khi dim nén những hạt nhỏ dễ dàng chui vào kể rng giữa các hạt làm cho tỷ lệ tổng giảm xuống, a chat tng lên Ngược li, khi thành phần ạt phân bổ thi dụngtrọng khô đạt được nhỏ.

Do đó, trong thi công đập đắt dé lựa chọn các yếu tố phi hợp với điều kiện yêu cầu kỹ

thuật, điều kiện tự nhiên và công nghệ thi công cần phải thí nghiệm đắt đắp đập dé có.những giải pháp thi công hợp lý.

1.2 Phân tích những nguyén nhân gây ra sự cố ở đập vật liệu tại chỗ

“Theo các thống ké khắc nhau trên Thé giái,chỉ ra rằng những hư hỏng xuất hiện ở đập 'VLLTC chiếm phần lớn trong tong số các hư hỏng đập Ở Trung Quốc từ năm 1954 đến

năm 2006 cho thấy có 3498 dip bị hư hỏng, trong đồ các hư hỏng của đập VLTC chiếm

90%, trong số đồ 85% các hư hỏng xuất hiện ở đập đất đồng chit [13] hoc tổng kết của

hơn 900 hư hỏng đập trên Thể gi

4 én 65% các hư hỏng này xuất hiện ở đập VLTC

Cae sự cổ thưởng gặp ở đập đất như:

~ La tần qua định dip: Do tinh toán si thủy văn, của đập trân b ke, lũ vượt tằn suất

thiết kể, đinh đập đắp thấp hơn cao trình thiết kế hoặc bị lún trong quá trình hoạt động; = Do ding thắm gây ra: Có các trường hợp thắm mạnh hoặc sii nước ở én đập, vai đập,

mang công trình và trong thân đập Nguyên nhân gây ra là do: Đánh giá sai tinh hình.địa chit; Biện pháp xử ý nÊn không dim bảo chit lượng: Xi ý fp giấp giữa nền và

thin đập không tét; Dit dip dip có ất lượng không tốt: Chon dung trong khô thiết «qu thắp; Đắt dim nộn không đảm bảo độ chặt yêu cầu; Có các hang chuột tổ mỗi trong

thân đập không được phát hiện và xử lý kịp thời;

Sạt mái thượng lưu đập, do các nguyên nb tán, Tính sai cắp bão, th công lớp giacổ kém chất lượng, đất mái đập thương lưu đầm nện không chặt hoặc không xén mái, chế độ bả

tân thủdưỡng duy tu, sửa chữa không được

~ Nit trong thân đập, có nứt ngang và nứt dọc dap Các vết nứt ngang do lún không đều, đắc đấp đập có tính lún ướt hoặc tan rã mạnh, phân đoạn thi công và xử lý nối tiếp các đoạn đập không tốt Các vết nứt dọc do nước trong hỗ dng cao đột ngột, nén đập bi lún trên chiều đài đọc tim đập, đất dip đập khối thượng lưu có tính chất đặc biệt như lún.

ust, tan rã mạnh hay trương nở lớn.

Nguyên nhân gây ra sự cố ở đập dat được bắt nguồn từ nhiều khía cạnh, thé hiện tir khâu.

khảo sắt, đánh giá tải liệu, đến thiết kthi công và quản lý vận hành Từ thực tẾ, người

ta đã rút ra được các nguyên nhân gây nên sự cổ đập theo thứ tự xuất hiện như sau [15],H6]

1.2.1 Nguyên nhân do giai đoạn lập dự án đầu te

Đã có nhiều sự cổ công trình xảy ra mà nguyên nhân gián tiếp là do sai phạm từ các bước trong gii đoạn lập dự án chấtlu tụ, Một số bước cỏ khả năng ảnh hưởng.lượng công trình như

= Thông tn lập đự án đầu tr không chính xc;

~ Lựa chọn sai các phương án đầu tr;

~ Lựa chọn vị trí xây dựng công trình không đúng,1.2.2 Nguyên nhân do khảo sit, đánh giá tai liệu

Công ti khảo sắt, đánh giá liệu la khâu cơ bản phục vụ cho công te thiết kế, đồng vai trò rất quan trọng dé xác định quy mô, kích thước, kết cầu công trình và quyết định lớn đến phương ân thi công, công nghệ thi công Tà iệu khảo sát bao gồm khảo sát dia chất, địa chất thuỷ văn, dòng chảy và địa hình.

al Khảo sắt địa chất

“Công tác khảo sắt đánh giá điều kiện địa chất công tinh và vật liệu xây dựng là một

trong những công đoạn khó và phức tạp trong các giai đoạn thiết kế công trình, đặc biệtgiai đoạn thiết kế kỹ thuật Công tác khảo sắt tốt, sẽ giúp cho nhà thiết kế chọn giải pháp

công trình phủ hợp, quy mô, kết cấu hợp lý nhằm thoả man điều kiện kinh tế kỹ thuật

theo đúng các tiêu chuẩn, quy phạm hiện hành.

Qua các sự cổ của các đập đã xây ra, xem xét lai nguyên nhân gây ra sự cố, xét ở góc độ

Khảo sit cơ bản, nhận thấy công tác khảo sát còn hạn chế do những yéu tổ sau:

~ Công tác khảo sắt phục vụ cho tải liệu báo cáo chưa đảm bảo đúng trình tự, quy trình,‘quy phạm Chủ nhiệm dự án chưa làm đủ, làm đúng các ycầu kỹ thuật trong khảo sắt,còn xem nhẹ, ải liệu thăm đô it, sơ sài:

~ Do hạn chế của điều kiện thiết bị, từ khoan đến dụng cụ thí nghiệm, nên độ chính xác

của các thông số thí nghiệm côn hạn chế,

~ Công tác khảo sát vật liệu đắp đập còn hạn chế, có những bãi vật liệu gồm nhiều loại đắt, nhưng khi khảo sit coi như là một loại dt đồng chit;

= Do cấu trúc địa ting thay đổi va ngay cả trong củng một lớp cũng thay đổi Vì vậy nếu

công tác khảo sit không chỉ tiết, không phân vùng, phân lớp, tải liệu thí nghiệm lấy từ

wis bình quân thì rõ rằng kết quả lựa chọn trong dim nộ cing sai khác nhiều so điều kiện thực tế.

'b/ Tài liệu cơ bản phục vụ cho tính toán thuỷ văn công trình

“Tải liệu thuy văn đồng vai trò rất quan trọng trong tính toán dòng chảy Để kết quả tính

oán lũ đảm bảo độ tin cậy thi chuỗi số liệu cơ bản phi đủ dai và tinh đại biểu phải cao.

“Tuy nhiên, da số các hỗ đập ở khu vực Tây Nguyên được xây dựng từ những năm 1980,

1990 đều thiểu tải liệu thủy văn, một số hỗ chứa do không có trạm đo nên phải dùng tải

liệu tương tự của vùng lân cận, khi mượn ti liệu tỉnh thì phải đưa ra những chỉ số hiệu

cchinh, điều này bị hạn chế khi tải liệu cơ sở cho tính toán cũng thiều

Ta ligu khảo sat địa hình chưa đủ hoặc độ chính xác không đảm bio

Tài liệu khảo sát địa hình là cơ sở cho việc xác định kích thước, chọn tuyển và kết cầu công trình, công tác khảo sát chính xác thì phần nối tiếp công trình sẽ hợp lý, công trình lầm việc bình thường với dong chảy thiết kế Thực tế cho thấy công tác khảo sắt công trình loại vừa và nhỏ còn có những tổn tại, ảnh hưởng không ít đến việc lựa chọn kết

cấu công tinh, đặc biệt là công trình bê tông, công tình đá xây

1.43 Nguyên nhân do thất KẾ

Do điều tra đánh giá không hết các yếu tổ bắt lợi, nên không xứ lý triệt để các bat lợi

hoặc xử lý không hết phạm vi cằn xử lý; Sử dung không đúng tiêu chuẩn thiết kế; Bố trí

các khối đất dip không hợp lý, lấy mẫu không đúng hay không phù hợp các chi tiêu thiết kế Có thể kể một số nguyên nhân sau:

~ Việc lựa chọn dung trọng khô thiết ké cho đập đất là một chỉ tiêu quan trọng cần được

nghiên cứu lựa chọn để quá trình thi công có thé đạt được để đảm bảo các yêu cầu của

thiết ké, bảo đảm an toàn đập trong quá trình sử dụng khai thác Thông thường các bãi vật liệu có lớp cầu trúc địa chất khác nhau, tính chất cơ lý ở các bài khác nhau và sự sai khác dé lại điễn ra ngay trên cùng một bãi Như vậy lựa chọn dung trong khô thiết kế va tổ hợp bố trí khối đắp nhằm giảm khả năng xảy ra sự có đối với đập VLTC Trong trường hợp dit các bãi có đặc trưng cơ lý thay đổi, khi thiết kế cần phân ving sử dụng vật liệu, tại kết cấu quan trong, lún ảnh hướng rất lớn đến điều kí ổn định công trình thì nên“được ưu tiên trong thi công, nên sử dung vật liệu đáp ứng được các

tiến kệ ñ

u kỹ thuật củalặtra Những phần có tim quan trọng nhỏ hơn được phép sử dụng vật liệu thông.

thường, nhằm tránh khỏi biển cổ cục bộ xảy ra ở những vị trí có biệt của công trình ~ Không có biện pháp xử lý độ âm cho đất dip dap, vi có nhiều loại đất khác nhau yêu cầu về độ ẩm cũng khác nhau, độ ấm dat thay đôi theo thời tiết, nên trong công tác thiết kế cần đưa ra giái pháp xử lý độ âm thích hợp để không ảnh hưởng đến hiệu quả dim

nén và dung trong của đất

- Bổ tri các khối đấp không hợp lý, khi đắt đắp đập cỏ nhiễu loại, việc xem đập đất đồng

chất là sai lầm, đây là một nguyên nhân chính gây nên sự cổ vỡ đập.

1.24 Nguyên nhân do thi công

“Trong thi công cũng có rất nhiều sai sót như: Lựa chọn phương pháp thi công khônghợp lý; khong đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật như dung trọng khô, hệ số đầm chặt; xử lýp giữa đập với công trình trong đập; xứ lý giữa đập với thếtbị thoát nước, thiết bị chống thắm, giữa đập với nn, giữa thân đập với bờ vai, gta các lớp dip trước,

ấp sau không tao nên một chỉnh U cạnh đó, thiểu sự giãm sit kỹ thuật chất

che, công tác kiểm định chit lượng vậtiệu không nghiêm ngặt cũng là nguyễn nhân gây hư hong đập đất

1.2.5 Nguyên nhân do quản lý khai thác vận hành:

“Công tắc quan lý vận hành chưa được chú trọng, chưa quan tâm đúng mức, thậm chi có

‘ca những công trình không có người quản lý vận hành, do vậy không phát hiện được sự

bạn đầu;cố ngay từ khi mới có hiện tượng sự:

“Thiếu sự quan trắc kiểm tra thường xuyên, định ky; Không xử lý kịp thời các hư hong

hỏ như các bộ phận bảo về mái dip, bo phận chống thắm, bộ phận vận hin tháo l, Không có số liệu quan tắc trong quá trình quản lý van hành, để phân tích sự cổ công,

trình; Công tác quản lý vận hành chưa đưa ra cáckhi tinh but

"huống đối phó để có kinh nghiệm

lý Xây ra;

Đà sốmg trình vừa và nhỏ ở Tây Nguyên giao cho địa phương quản lý, năng lực củacân bộ quân lý còn yếu, không cổ cán bộ chuyên tích.

Nghiên cứu phân tích một số nguyên nhân gây nên sự cổ là những bai học quý giá và sâu sắc dé cảnh bio cho cúc nhà tư vấn, thiết kế luôn phải nghỉ tới để phòng ngừa những

sự cổ có thể xây ra, đặc biệt với những công trình nang cấp, sửa chữa có những đặc điểm.

riêng của công trình như khỗi dip trước, đắp sau

1.26 Một số ví dụ vé sự cổ đập đắt ở Việt Nam do vật liệu dip 126.1 Swed đập Suối Hành

Hỗ chứa nước Suỗi Hành nằm ở x

Cam Phước Đông, huyện Cam Ranh, tinh Khánh.

do Công ty Xây dung Thuỷ lợi 7 thuộc Bộ Thuỷ lợi thi công Dap được khởi công,

từ thắng 10/1984, hoàn công thing 9/1986 và bị vỡ vào 2h15 phút đêm 03/12/1986,

17

Nguyên nhân do công ác kháo sát địa chit sơ ải, cụ thể đất dip đập liy ở 2 bãi vật liêu

Ava B không đồng nhất, nhưng lại gộp chung thành nloại đất ding nhất Dung trọng

khô thiên nhiên của bãi A là I.5I+1.76 Tim’, bãi B là 1.79=1.87 Tim’, nhà thầu chọn dung trọng khô thiết kế là 1.7 Tim’, thực tế đây la một sai lắm lớn Ngoải ra, khi lựa

chọn hai bãi vật liệu A và B để đắp đập, đã không thí nghiệm đánhđộ tan rã, tỉnhlún ust và tính trương nở của đất, Đắt bãi A trường nở mạnh, còn đất bãi B có tính tan

tã và hin ớt mạnh, Khi tiết kế không có biện pháp xử ý độ âm cho đất đắp dp, do độ

Ấm của đất ở các bãi vật liệuit khác nhau, có loại đất phải tưới dm, có loại đất phải phơi khô, trong khi đó khi thiết kế lựa chọn độ im tốt nhất W = 18% chung cho cả hai

loại đấ là sai lầm, Đây la ý do dẫn đến sự cổ vỡ đập xây ra ngày 03/12/1986. 1.26.2 Đập Suối Triw

Đập Suối Triu được xây dựng tại xã Ninh Xuân, huyện Ninh Hòa,

“Công trình khởi công vào ngày 02 tháng 4 năm 1977, hoàn công dự kiến ngày 19 tháng

12 năm 1977, nhưng công trình chưa hoàn công thi đập chính bị vỡ một kin vào ngày

12 thing 11 năm 1977, sau dé đập bị vỡtiếp hai lần nữa vào ngày 05 tháng 11 năm 1978và ngày 19 thing 11 năm 1979 Nguyên nhân gây ra sự cổ do chon dung trọng khô thiết

é không hợp lý, cụ thể chon dung trong khô thiết kể là I.5 Tim’, trong khi đó dung

trọng khô đất tự nhiên là 1.65+1.80 T/mŸ, còn đất chế bị đạt 1.82+1.84 Tim’ Qua kiểm

tra dit đắp khi thi công đập, dung trọng khô của đất dip dat được quả thấp, 6 68% mẫu đất kiểm tra đạt dung trọng khô 1.5 T/mẺ và 32% mẫu đất chỉ đạt 1.30+1.40 Tim? [17],

1.2.6.3 Đập đắt Am Chúa

Đập đất Am Chúa được xây dựng năm 1987 va cơ bản hoàn thành vào năm 1992 Đập.

đất dii 330 m, cao 24.5 m, cao trình đình đập 37.0 m Sự cổ đập xảy ra vào thing 10

năm 1989 và tháng 10 năm 1992, do mưa to kéo dài, nước hỗ đãng lên nhanh đột ngột, xuất hiện nhiều lỗ rô i thắm mạnh qua thân đập Nguyễn nhân gây ra sự cổ do khảo sắt

sai chỉ tiêu của đất dip đập, không xác định các tinh chất đặc biệt của dit dip đ thất kế ae

tủa các bãi vật liệu, nên cho rằng đây,là đập đồng chất, nên khi dâng nước các bộ phan của thân đập lam việc không đều gay

nên nứt nẻ, sụt lún dẫn đến hình thành các vết nứt và các lỗ rò,

Hình 1.3 Mãi thượng lưu đập đắt hỗ Am Chúa, Khánh Hòa sau sự cổ

1.3 Đặc điểm hồ chứa va như cầu ding nước trong những năm tới ở Tây Nguyên 131 Đặc diém hồ chứa và đập đắt ở Tây Nguyên

Hiện tại toàn vùng Tây Nguyên đã xây dựng được 2352 công tình thủy lợi (CTTL).

trong đó 1190 hỗ chứa, 970 đập dâng, 130 tram bơm, 62 công tinh khác [18] Với diện

tích tưới thiết kế 289604 ha, diện tích tui thục tế là 215.765 ha, trong đố: i) Diện tch

tưới thực tế cho lúa là 83465 ha; ii) Diện tích tưới thực tế cho cây trồng khác: Cây hoa màu là 14565 ha, cây công nghiệp là 117735 ha Trong khi đồ tổng điện tích cần tưới là 772189 ha, so với diện tích cây trồng cần tưới, dign tích tưới được bằng CTL mới chỉ

đạt 27.94%

Phan lớn các hỗ chứa ở Tây Nguyên là hỗ chứa vừa vả nhỏ, có dung tích nhỏ hơn 3 triệu. mẺ và nằm rải rác trên phạm vi rộng, cơ sở hạ ting giao thông chưa phát triển nên việc i li rất kh khăn [19] Cúc hỗ chứa được xây đựng từ 30 đến 40 năm trước, nên đã bị xuống cấp nghiêm trọng, không còn đảm bao nhiệm vụ tưới va an toàn phòng chống lũ.

bio hiện nay.

a số các đập của hồ chứa vừa và nhỏ ở Tây Nguyén Id đập đẤt, đập này thường xây ra các hiện tượng hư hỏng như thi thân, vai đập, hư hỏng phần mái, mặt đập

“Theo sốu thống kê 732 hồ đập ở Tây Nguyên, có các hư hỏng do các nguyên nhân

duge thé hiện trong Bảng I 4 [7]

19

Bảng L.4 Tỷ lệ hư hong đập đất vừa và nhỏ ở Tây Nguyên

Nguyên nhân — | Domwalũ | Dođịachất | Do thi Do ổn địnhSố lượng 7 25 16 91Chiếm tỷ lệ (%) 3155 943 28.68 3434

Bên cạnh đĩ, cơng tắc quản lý vận hành chưa được chú trọng, cơn tin tại nhiều hạn chế

~ Chưa thiết lập và thực hiện nghiệm túc quy trình vận hành, điều it hỗ chu:

~ Khơng thực hiện thường xuyên việc kiểm tra, giám sát, quan trắc các thơng số cần thiết

lễ đánh giá trang thai, năng lực hoạt động của cơng trình do đĩ khơng phát hiện kịp thờicác hư hỏng để cĩ kế hoạch sửa chữa phù hợp, kịp thời;

~ Nhận thức về bảo

‘dung khai thác mà ít chủ ý trách nhiệm bảo vệ, duy tu, bảo dưỡng, sửa chữa, nâng cấp,

sit đăng, quấn lý CTTL cơn sai lim nh: Xem CTTL chỉ để st phịng chống thiên tai cho cơng trình;

= Lực lượng cin bộ quản lý và cơng nhân vận hành cịn thiếu và yêu về chuyên mơn, nghiệp vụ nhất là ở cắp xã, huyện: ngồi ra lại khơng được đảo tạo, cập nhật các kiến thức mới, dn đến hiệu quả phục vụ của cơng trình rất kém,

~ Ứng dung cơng nghệ thơng tin vào quản lý các CTTL vừa và nhỏ hầu như chưa cĩ.

~ Ngồi ra, tỉnh trang in chiếm lịng hỗ do người dân tự ÿ canh tác gây hư hại mái đập, gây tổ hại nghiêm trọng đến an tộn, năng lực phục vụ của hồ chứa

1-12 Như cầu ding nước trong tang lai

“Theo số liệu thống kê từ Viện Quy hoạch Thủy lợi, tổng nhu cầu đùng nước cho phát

triển kinh té, xã hội và mãi trường trên tồn vùng Tây Nguyên vào khoảng 11 tỷ m/năm

2015 và sẽ tăng lên khoảng 12 tỷ m/năm vào năm 2030 Với nhu cầu dùng nước hiện. tại ở khu vục Tây Nguyên, nhu cầu ding nude chỉ chiếm 23% lượng nước đến hàng năm ở khu vực, nhưng lượng nước đến phân bổ khơng đồng đều theo thời gian nên tình trạng thiểu nước vào mùa khơ vẫn xảy ra gay gắt, mùa mưa lại gây ra lũ lụt Vì vậy, ở

“Tây Nguyên hiệ tại thiểu khoảng 5.0 tỷ mÖnăm và khả năng sẽ thiểu %5 «minim

vào năm 2030 [I8] do nhủ cầu dồng nước của các ngành đều tang cao, cụ thể:

~ Nhu cầu ding nước cho nông nghiệp tăng khả nhiễu, trung bình từ 1 L£12% so với hiện

- Nước ding cho sinh hoạt tăng 60=70% so với hiện nay:~ Nước ding cho công nghiệp tăng 40+50% so với hiện nay;~ Nước ding cho chăn nuôi ting 25+30% so với hiện nay:

~ Nước dùng cho các ngành khác như du lịch, môi trường, , cũng tăng trên 10+15% so

với hiện nay.

"Nhu cầu dùng nước tăng cao đồi hai phải có biện pháp sử dụng tiết kiệm nước, đồng thời cần phải nâng cấp, xây dựng mới các công trình điều tết nước ở khu vực Tây "Nguyên, nhằm đếp ứng được nhu cần ding nước.

1.4.- Những nghiên cứu về đập vật liệu tại chỗ 14.1 Nghiên cứu đập vật liệu tại chỗ trên Thế giới

‘Theo Nhichiporovich nghiên cứu dit sử dung chung cho dip đập trên toàn hành tinh của

chúng ta thông thưởng có các loại: Bat trim tích Aluvi: tân tích; Bathoàng thổ J4}

Khi nghiễn cứu hiện tượng vỡ đập đối với đắt có tn tan rã của Shoarard, JL, cho thấy số lượng vỡ đập xảy ra đối với đập sau lần tích nước đầu tiên chiếm tỷ lệ khá lớn, còn

hơn [20]

số đập vỡ xây ra sau nhiều năm khai thác sử dụng thì

"Để giảm tốc độ tan rã của đất, một số ác giả nghiên cầu sử dụng phương pháp tộn vôi bột vào đất, phương pháp này có hiệu quả ngay khi bổ sung lượng vôi vào đất Tuy hiền, trước khi tiễn hành trộn vôi vio đắt cần lim thí nghiệm để xác định him lượng

pha trộn và kiểm tra độ tan rã bằng thí nghiệm Pinhole test [21]

"Nghiên cứu của Nelson, J1, & Miller, DJ (1992) cho thấy rằng tính trương nở của đất

phụ thuộc cơ bản vio thành phần chất keo có trong đất Kích thước hạt keo được giới

a

nhỏ hơn 0.0001mm [22] Như vậy thi hạt sét được

xem là chất keo vì có hình dạng không thuần nhất và có diện tích bể mặt rất lớn.

hạn bởi kích thước hạt có đường,

“Theo Fell (1992) các hat keo cơ chế iên kết khác với các hat thô, lực bé mặt quan trọng hơn lực trọng trường [23] Lực bề mặt có thể là lực hút bám qua các hat, lực tinh điện, lực liên kết ion Các thành phần này quyết định không những đến khả năng trường nớ

"mà ngay cả trong trường hop tan rã.

Theo Ceprecb EÌM và một số ác giá khá năng trương nở có quan ệ ti tính hút nước của các khoảng vật sết có trong đắt dính và tỷ diện lớn của đất dính V6 nước iên kết

được hình thành xung quanh các ạt keo, sốt, lâm giảm lực dinh giữa các hat và gây ra

"hiện tượng tăng thể tích,

Nghiên cứu chất lượng thi công đập đất dim nén phụ thuộc vào cúc yếu tố: ) Thành

phan hạt của dat đắp; ii) Độ am dat; iii) Chiều dày dai đất dm; iv) Loại đầm và số lần đầm [24]

Wightman nghiên cứu mỗi quan hệ giữa công đầm, dung trọng khô và độ âm đắt được thể hiện Hình 1, 4 [25] Khi công năng dim tăng, giá tri dung trọng khô lớn nhất tăng tương ứng với độ âm tốt nhất giảm dẫn.

142 Nghiên cứu trong mước

1.4.2.1 Nghiên cứu sử dụng vật liệu tại chỗ dé dap đập

VLTC ding để dip đập là ác loại đt rim tích alu, tần tích, sườn tần tch trên các nên đi gốc khúc nhau, như đá bazan, bột kết cát kết,

2/ Những nghiên cứu về đất đỏ bazan

Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn Văn Thơ vả Phạm Văn Thìn nghiên cứu đất đỏ bazan là sin phẩm phong hỏa từ đá sốc bazan được phân bỏ rộng khắp ở khu vực Tây Nguy và Đông Nam Bộ Dit bazan có tinh đặc biệt so với một số loại đắt khác Đối với lớp đất không bị ảnh phần hạt có chứa 607096 hạt bụi và sét đính theo trong lượng của dit), Các độ âm giới hạn chảy và giới hạn déo đều cao, Ở trang thải tự nhiên, khi đất chưa được nén chặt, có dung trọng khô 7c nhỏ, độ rỗng n lớn trong khoảng 55 0:65.0% Khi trang thái khô, độ bão hòa Ở < 50% dit cổ sức chống cất lớn, nhưng Xhi ngắm nước, độ bão hòa G> 70%, sức chống cắt giảm trên 50% Đây là nguyên nhân

cây ra sự lún ướt của đất đỏ bazan để đắp đập [26] [27]

Pham Văn Thìn nghiên cứu đắt đỏ bazan ở khu vực Tây Nguyên có những đặc tính khácnhau, loại bazan không chứa kết von laterit có dung trọng khô lớn nhất trong khoảng,

1.28+1.41 (g/em’), trong khi dé loại đắt bazan chứa kết von laterit có thé đạt dung trong

khô lớn nhất 1.55: 1.94 (g/em”), tăng 21+37.8% so với loại đất bazan không chứa kết

von laterit [28]

Nguyễn Văn Thơ, Trần Thị Thanh nghiền cứu đất đỏ bazan khu vực Tây Nguyễn có

hàm lượng sé bụi lớn, dung trọng khô nhỏ từ 1.0:1.2 Hm, khi dim nện tiêu chuẩn

dung trọng khô lớn nhất đạt được không cao từ 1.314 T/m”, nếu tăng công dim cũng chỉ đạt khoảng 1.6 Tim’ Các kết quả nghiên cửu công chỉ a rằng, khi tăng dung trọng

khô của dit, sức chống cắt của đất tng và tính nén lún đạt giá tị trung bình, vi vậy có

thể sử dụng đất đó bazan làm vật liệu đắp đập [29]

Nguyễn Văn Thơ, Phạm Văn Thin và một số ác giả khác nghiền cứu khi đằm nén đất đỏ bazan, nếu đảm bảo độ ẩm thích hợp thì dung trong khô của dat ting và khi ở trạng thii bão hoà nước đắt có sức chống ct tương đối cao Đây là điễm lợi của việc sử dụng

2B

đất do bazan để dip dip [27], 28] Tuy nhiên, hiệu quả dm nén lại phụ thuộc nhiều

vào thành phần hạt của đất: dim; bề dây; loại thiết bị dim,

Nguyễn Thanh và Trin Thị Thanh nghiền cửa trong đắt dd bazan có thành phần khoáng vật chủ yếu li kaolinite, hẳu như không có monmorillonite nên hệ số trương nở của đắt ở trạng thai tự nhiên hay chế bị không đáng kẻ, nên đắt bazan là loại đắt không trương.

nở [30], [31].

by Nghiên cứu về đắt có chứa him lượng hạt thô

'Nguyễn Văn Thơ và Phạm Văn Thin [27], [28] [32], [33] [34], [35], [36]; Nguyễn Văn“Chiễn £37}; Nguyễn Công Mẫn [38] nghiên cứu về tinh chất khoáng hóa, tính chất eo lý của đất bazmn có chứa kết von laterit rong việc sử dụng lâm vật iệu đắp đập và nghiên

kết luận rằng himcứu ảnh hưởng của hàm lượng hạt thô đến tinh chất cơ lý của

lượng hạt thô và đặc tính vật lý của đắt như hình dạng và cấu tạo hạt có ảnh hưởng rõ rột én tn chất xây đựng của đất

Nguyễn Văn Thơ nghiên cứu đối với đất kết von laterit, khi hàm lượng hạt thô (V) thay ôi tỉ dung trong khô, cường độ chống cắt và hệ số thắm cũng thay đổi, hệ số thẳm của dat hẳu như không thay đổi khi ham lượng hat thô NV = (0 + 50)%, khi ham lượng hạt thô tăng hơn 50% thì hệ số thắm bat đầu tăng [32]

Phạm Văn Thìn đã xây dựng một số sông thức xúc định các chỉ tiêu cơ học và hệ số thắm của đất bazan có chữa kết von laterit dạng trồn đặc ít không cần phải tiễn hành thí nghiệm trên các thiết bịcỡ lớn mà vẫn phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế 28].

Phạm Văn Cơ và Nguyễn Hữu Kỷ nghiên cứu sơ bộ vé các loại đắt có nguồn gốc khác nhau cho thấy khi hàm lượng hạt thô trong đất tăng thi các cường độ chống cắt ø, C

thắm & giảm [39], [40] [41], [42]tăng, nhưng hệ s

Lê Thanh Bình nghiên cứu sự thay đổi ham lượng hạt thô N lên các tính chất cơ lý của đất theo chiều hưởng có lợi hoặc bit lợi cho công trình, khí cin nâng cao độ chặt và độ bền của khối đắt dip, nêu không yêu cầu về chống thắm dùng hàm lượng hạt thô N=

(70 + 80)%, nhưng phải đảm bảo yêu cầu độ chặt trắnh hiện tượng lún và sụn lún khi

tiếp xúc với nước, cịn khi him lượng hạt thơ N < 50% thích hợp cho cơng tỉnh yêu cầu

chống thắm nước |43]

Lê Thanh Bình nghiên cứu khả năng dim chặt của các loại đất, khiing hàm lượng hat

thơ N, dung trong khơ lớn nhất eta hỗn hợp đất thơ ~ mịn tăng [4] 14.2.2 Nghiên cứu vé bổ trí các khối đắt đắp

Nghiên cứu của Hộng Minh Dũng chỉ ra rằng, đối với cĩ đặc tín trương nở ở khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên giải pháp đắp đập nhiều khối là hợp lý hơn cả [45] ‘Trin Văn L in nghiên cứu bổ trí đập bai ki: i) Khối chống thắm được đắp bằng đất

trim tích chọn độ chat K > 0.94 tương ứng với độ âm IV:Wop: + 546% là độ ẩm tối ưu.về mặt chéng thắm; ii) Khối chịu lực, thường là đất tản tích và hỗn hợp đảo mĩng các hạng mục khác, chon hệ số dim nén cho loại đất này = 0.97 đáp ứng tốt nhất cho ổn

định đập [46]

Đối với đất cĩ tinh chất đặc biệt như trương nở và tan rã mạnh, Phạm Vũ Dậu dé xuất iải pháp về bổ trí khi đắp loại đắt này, cụ thé đấp vào giữa đập và rên đĩ cần cĩ một lớp đất gia tai cĩ áp lực lớn hon áp lực trương nở [47].

“Các nghiên cứu trên phần lớn tập trung vẻ bé trí hợp lý các khỗi đất dip và lựa chon độ âm, dung trong khơ để đảm bảo sự én định, chống thắm của đập vả tăng thời gian thi

1.4.2.3 Nghiên cứu về đất tan rã

Nguyễn Văn Thơ nghiên cứu về dit tan rã miễn Trung cho thấy đắt cĩ nguồn gốc từ đá

chất và ất sườn đồi đều cỏ khả năng bị an rã cao Bảng 1.5

Je khác

bazan, đá phong hố biế

[48] thể nt quả nghiên cứu đặc tinh tan rã của một số loại đất cĩ nguồn

nhau.

Bảng 1.5 Đặc tinh tan rã của đắt cỏ nguồn gốc khắc nhau

Loại đất Mức độ tạ rã (%6) |_ Thời gian tan rã (phút)

Đất phong hoá trên nén da bazan 100 s+10

Dit phong hóa tiên nén đá granite 100 3+7

Dit trim tích (a Q°IV) 5+10 2880 ‘Trim tích sông biển (m Q*1V) oes 2880

Trim tích sông biển (m Q211D z+15 2880

im cho

Sau khi nghiên cứu mỗi quan hệ giữa ty lệ tan rã và số ngày giữ

Van Thơ đã kết luận thời gian duy tì giữ m mẫu cảng âu thi thời gian xảy ra tạ rã

càng được kéo dai [48].

1-4244 Nghiên cửu sử lý cải go cúc đặc tinh cơ i của dé

Lê Xuân Roanh nghiên cứu các giả pháp xử ý để hạn chế những tinh bắt lợi của đất có

tínhcơ lý đặc biệt, cụ thé là đố với đất c tính tan r mạnh, cần bồ sung thêm hm lượngvôi H9]

Nguyễn Văn Tho [29], [50], Trin Thị Thanh [29], [31], Lê Xuân Roanh [49] để xuất lựa chon các chỉ tu, thông số dim nền và một số giải pháp nhằm khổng ché tin trương nở của đắt rong thiết kế và thí công đập

1.4.2.5 Nghiên cứu về công nghệ thi công dé nâng cao chất lượng đất đắp đập theo

phương pháp dim nén

Lê Quang Thể nghiên cứu lựa chọn công nghệ dim nén trong điều kiện môi trường, dia chất vùng Tây Nguyên, lựa chọn dung trọng khô thiết kế và dphù hợp để thi côngdat được dung trọng khô dim bảo chất lượng công trình [51].

Nghiên cứu của Trần Văn Hiển về phân khối dip hợp lý để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và tiến độ thi công trong điều kiện độ âm cao, đồng thời đưa ra một số kiến nghị về giải pháp giảm độ âm đất đắp đập khi vượt quá độ Âm cho phép để dim bảo yê cầu kỹ thuật và tiến độ thí công [46] Tác giả chủ yếu nghiên cứu trong điều kiện tự nhiên.

liên quan đến độ ẩm của đất, của không khí mà chưa nghiên cứu liên quan đến các tinh

chất khác của đất như độnh, cắp phối hat ảnh hưởng đến tỉnh chất cơ lý của đắt Nhìn chung, các nghiên cứu trén chi tập trưng nghiên cứu ác loại đắt đắp đập có nguồn sốc là dt nguyên thổ, được bình thành do sự phong hóa của đá gốc, có phạm vi rộng và có quá trình phong hóa hình thành lâu đời, nên tương đối ổn định vẻ các chỉ tiêu cơ lý, nhưng các loại đất này hầu hết đã được sử dụng vào các mục đích khác nhau như dip

ap, canh tác,

1.5 Những nghiên cứu về sir dụng xi măng và vôi để gia cổ đất trên Thé gi

Việt Nam

1.5.1 Nghiên cứu sử dụng xỉ măng và vôi dé gia cổ đất trên Thể giới

Đã có nhiều công trình nghiên cứu trên Thế giới về việc sử dụng xi măng (XM), vôi, hỗn hợp XM - vôi dé cải tạo đất Lượng XM, vôi hoặc hỗn hợp XM - với được tính theo

tỷ lệ phần tram của khối lượng đắt khô edn gia cổ.

Mitchell và Freitag nghiên cứu đối đắt cổ tinh dèo thấp, đất cát hàm lượng xi măng

(XM) sử dụng để gia cổ đất từ 514% so với trong lượng của đất: Lượng XM yêu cầu phụ thuộc vào loại đắt trạng thái của đắt cin gia cố: Tỷ lệ XM với đất tối ưu (so với

trong lượng khô của đất cin gia cổ) phụ thuộc vio các loại đắt khác nhan, cụ th từng

hoặc không có lượng nhỏ bùn hay sét

2 | Đất cát xấu với lượng nhỏ bùn %

3) Loại đất cát còn lại 7%Fit chia bin Khong do hoặc do via phôi 0%

5 Ditsée deo 13% hoc nhiễn hơnNhư vậy, nếu him lượng sét tăng thì hầm lượng XM yêu cầu cũng tăng, có thé do với

eác hạt nhỏ thì điện tích bé mặt lớn và lượng tiếp xúc giữa XM và các hat dat sẽ tăng.

7