Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Giải pháp khoan phụt xử lý chống thấm cho nền công trình thủy lợi và phương pháp khoan phụt xi măng đất sét cho nền bồi tích

LỜI CẢM ƠNLuận văn Thạc sĩ chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy với đề tài: “Giải pháp khoan phụt xử lý chống thấm cho nền công trình thủy lợi và phương pháp khoan phụt xi măng dat sét

LỜI CẢM ƠN

Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Xây dựng Công trình thủy với đề tài: “Giải

pháp khoan phụt xử lý chống thấm cho nền công trình thủy lợi và phương pháp khoan phụt xi măng dat sét cho nền bồi tích” được tác giả hoàn thành với

sự giúp đỡ của Phòng Đào tạo đại học & Sau đại học, khoa Công trình, các thầy, cô

giáo trường Đại học Thủy lợi, cùng các bạn bè, đồng nghiệp trong và ngoài trường Tác giả luận văn xin chân thành cảm on sự giúp đỡ đó dé tác giả hoàn thành tốt

nhiệm vụ nghiên cứu của mình.

Tác giả luận văn xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới : PGS.TS Lê Văn Hùng đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và cung cấp các thông tin, tài liệu khoa học kỹ thuật cần thiết trong quá trình thực hiện luận văn

này.

Cuối cùng, Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân đã

quan tâm, động viên và sự khích lệ Tác giả dé Luận văn sớm được hoàn thành.

Tuy nhiên, do hạn chế về mặt thời gian cũng như trình độ chuyên môn nên Luận văn không thê tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự đóng góp ý kiến

chỉ bảo của các Thầy, các Cô và đồng nghiệp.

Hà nội, ngày thang năm 2012

Học viên

Nguyễn Văn Huy

LỜI CAM DOAN

“Tên tôi là: Nguyễn Văn Huy

Học viên lớp: CHI7C2.

Đề luận văn cao học: *Giải pháp khoan phụt xử lý chống thấm cho

nên công trình thủy lợi và phương pháp khoan phụt xi măng đắt sét cho nền.bồi tích" được trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội giao cho học

Huy, được sự hướng dẫn của PGS.TS Lê Văn Hùng luận văn đã hoàn thành

n Nguyễn Văn

đúng thời hạn quy định.

‘Toi xin cam đoạn với Khoa Công trình và Phòng Đảo tạo trường Đại học

Thay lợi dé tài nghiên cứu này là công trình của cá nhân tôi.

Hà Nội, ngày tháng năm 2012

‘Tae giả luận văn

Nguyễn Văn Huy

1, Tính cắp thiết của đề tải

2 Mục đích của đề tài 1

3 Cách tiếp cận va phương pháp nghiên cứu.

3.1 Cách tiếp cận

3.2 Phương pháp nghiên cứu

4 Kết quả dự kiến đạt được.

CHƯƠNG I: TONG QUAN VỀ CÔNG TÁC KHOAN PHỤT XỬ LÝ NEN

1.1 Tổng quan về tình hình xây dựng trong nước và trên th giới có sử dụng phương pháp khoan phụt xử lý nền công tình 3 1.1.1 Tinh hình xây đựng trên thể gi esr dụng phương pháp khoan phụt xử ý nền công trình 3 1.1.2.Tinh hình xây dựng trong nước có sử dụng phương pháp khoan phụt xử lý công trình, 4

1.2 Đặc điểm của khoan phụt xử lý nén và những yêu cầu ky thuật thi công khoan

phụt xử lý nền 101.2.1 Các phương pháp xử lý nền làm tăng khả năng chịu lực của nền đối với đất

yếu "

1.2.2 Các phương pháp xử lý nền làm tăng khả năng chống thẳm của nền : 19 1.3 Các phương phip thi công và công nghệ thi công khoan phụt 23 1.34 Khoan phut xi măng vio nên đá 41.3.2 Khoan phụt xỉ mãng đất st xử lý khuyết it cho công tình để (đập): 251.3.3, Khoan phụt cao áp (Jet grouting) 281.3.3 Khoan phụt xi măng dat sét xử lý chống thắm cho nền cát cuội sôi: 311.4 Kết luận chương 1 31HUONG II - KHOAN PHỤT XỬ LY NEN BOI TICH BANG XI MĂNG DAT

32 2.1 Đặc điểm của khoan phụt xử lý nền bồi tích và những yêu cầu kỹ thuật khi thicông khoan phụtxử lý nn bằng xi ming đắt sé 32

2.1.1 Đặc điểm của khoan phụt xi mang đất sốt xử lý nÊn bồ tich 322.1.2 Một số yêu cầu kỹ thuật co bản khi thi công khoan phụt xử lý nền: 322.1.3, Yêu cầu đảm bảo thiết kế thi công ở hiện trường: 382.1.4 Yêu cầu kỹ thuật đối với công tác khoan để phụt: 39

2.1.5 Yêu cầu kỹ thuật với công nghệ phụt vữa: 41

2.1.6 Nội dung cơ bản và yêu cầu của công tác kiểm tra chit lượng thi công mảnchống thấm: 452.1.7 Công tác thí nghiệm xác định hệ số thắm: 43.1.8 Tổ chức công tác thí nghiệm: so2.2 Công nghệ thi công khoan phụt xi ming đất sét st

2.2.1 Các thiết bị trong công nghệ thi công: sĩ

2.2.2 Các loại vữa khoan và phụt trong công nghệ khoan phut xi măng đắt sét:.562.3 Tính toán khả năng chẳng thắm khi xử lý nén nói chung và nền bồi tích nóiriêng ol

2.3.1 Tính toán khả chống thắm bằng tường nghiêng và sân phủ: 61

2.3.2 Tính toán khả năng chống thắm bằng tường răng kết hợp giữa 632.33, Tinh toin kh năng chống thẳm bằng trồng nghiêng + chân răng 642.34 Tinh toán khả năng chống thắm dip đắt dồng chit có tường răng trên nbnthắm nước 62.3.5 Tỉnh toán khả năng chống thim đập dit bằng phương phip khoan phụt xi

mang 66

2.4 Kết luận chương 2 68CHƯƠNG IIL: UNG DUNG CÔNG NGHỆ KHOAN PHUN XI MĂNG DAT SET

XỬ LÝ CHÓNG THÁM NEN DE QUAI CHO THUY ĐIỆN SƠN LA 693.1 Giới thiệu chung về công trình: 69 3.1.1, Vị trí địa lý 69 3.1.2 Nhiệm vụ của công trình 693.1.3 Quy mô của công trình và Các thông số kỹ thuật chính của công tinh 703.1.4, Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình Tà3.1.5, Giới thiệu về đề quai giai đoạn II nhà máy thủy điện Sơn La: 75

3.3.4, Công tác khoan và yêu cầu thiết bị

3.3.5 Công tác phụt dung địch xi măng sét chống thắm:

3.36, Công tác kiểm trụ

3.4.7 Khoan phụt thí nghiệm:

3.3.8 Một số hình anh thi công:

3⁄4 Tính toán thắm qua dé quai sau khi xử lý khoan phụ:

3.4.1 Tính toán thắm qua để quai sau khí xử lý khoan phụt

3.4.2 Tính toán tổng lưu lượng thắm vào để quai sau Khí xử lý khoan phụt

v2 v2 94 95 96 7 7 98 109 Hệ 12 nọ

Hộ

120 lại lại lại lại 12 123

DANH MỤC BẰNG BIEU

Bang I.1 Các công trình trên thé giới có xử lý khoan phụt chồng thắm 4

Bảng 1.2: Mội số công trình xử lý chống thắm nén bằng phương pháp khoan phụt

via xi ming 9 Bảng 2.1.Téng hợp nguyên nhân và cách xử lý các hiện tượng phức tạp khi phụt

44

Bảng 3.1 Các thông số ky thuật chính 1

Bảng 3.2 Kết quả thí nghiệm mẫu dung dich xi mang sét lôi

Bảng 3.3: Bảng tổng hợp quá trình phụt các lỗ khoan hàng hạ lưu KP1 ~~ KP6

103Bảng 3.4: Bảng tổng hợp quá trình phụt các lỗ khoan hang hạ lưu KPS ~~ KP13

103Bảng 3.5 Bảng kết quả thí nghiệm hút nước, 105Bảng 3.6: Tổng hop qua trình phụt trung bình cho 1 mét 107Bảng 3.7: So sinh lu lượng thắm vào hỗ móng đập trước và sau khi xử ý chống

thắm cho để quai n9

Tình 1.1: Phương án sửa chữa chống thắm cống D10 - Hà Nam 6

Hình 1.2: Thi công khoan phụt vữa chống thắm cổng DI0 6

"Hình 1.3: Thi công chống thắm nén đập Đá Bạc - Hà Tĩnh 7Hình 1.4: Hình anh chồng thắm cho để quai công trình Sơn La 7Hình 1.5: Hình ảnh chống thắm cho đê quai công trình Lai Châu 8Hình 1.6: Sơ đồ khoan phut có nút bịt 20Hình 1.7: Giải pháp chống thắm bằng chân khay 21Hình 1.8: Giải pháp kéo dai lỗi giữa xuống ting đá gốc làm tường răng chống.thắm 21Hình 1.9: Kết cấu tường chồng thắm bằng giải pháp khoan phụt vữa xi măng 22inh 1.10, Sơ đổ cầu tạo giếng 3Hình 1.11: Sử dụng ing nhựa hạ MNN cổng Hiệp Thuận 23Hình 1.12: Nguyên lý một sỗ công nghệ khoan phut chống thắm cho công tinhthu lợi 24Hình 1.13: Sơ đồ công nghệ thi công bơm ép vữa vào nền dé 24Hình 1.14; Khoan phụt xử lý chống thắm vai đập 3Hình 1.15: Bế trí tuyến lỗ khoan 26inh 1.16: Một đoạn tường chống thắm cho thân để (đập) được đào hở để kiểm

tra 26

inh 1.17, Bổ tri khoan phut xử lý nút để (đập) m

Hình 1.18: Bồ trí các lỗ khoan phụt xử lý tổ mối 2

Hình 1.19: Công nghệ đơn pha 28

Hình 1.20: Công nghệ hai pha 29

Hình 1.21: Công nghệ ba pha 30

Hình 1.22: Mô tả qué trình thi công tạo trồng chống thắm, 31Hình 2.1 Cấu trú lỗ khoan phụt 3Hình 2.2 Cấu trúc Ống măngz£t 3

Hình 2.3: Cầu trúc lỗ khoan kiểm tra (1 đới) 48

Hình 2.5: Sơ đồ máy khoan CKb - 47 54Hình 2.6: Máy bom HBS -120/40 3sHình 2.7: Sơ dé thắm qua đập có tường nghiêng + sân phủ 62Hình 2.8: Sơ đỗ thắm qua đập có tường lõi + chân ring 6Hình 2.9: Sơ đồ thắm qua dap có tường nghiêng + chan răng “Hình 2.10: Sơ đồ thắm qua dip đồng chất số tường răng 6Hình 2.11: Sơ đồ thắm qua dip trường hợp khoan phụt xi măng 66Hình 3.1 Sơ đồ vị thủy điện Sơn La “Hình 3.2: Đập Thủy điện Sơn La sau khi hoàn thành 70Hình 3.3: Mặt bằng bổ trí đê quai giai đoạn II thi công nha may TD Sơn La 75Hình 34: Mat cắt ngang din hình đề quai thượng lưu 16 Hình 3.5: Mặt cắt ngang điển hình đê quai hạ lưu 16Hình 3.6: Sơ đỗ chia lưới phần tính toán thắm qua đề quai thượng lưu S3Hình 3.7: Đường bão hỏa và vectơ đồng thắm qua mặt cắt đê quai thượng lưu „83Hình 3.8: Vée tơ dng thắm xuất hiện phía dưới n

Hình 3.9: Véc tơ đồi

.để quai phía thượng lưu 84

thắm xuất hiện phía đưới nỀn để quai phía hạ lu Hình 3.10: Sơ đồ chia lưới phần tử tính toán thắm qua đê quai hạ lưu 8Sinh 3.11: Đường bão hòa và veto đồng thắm qua mặt cit để quai hạ lư 86Hình 3.12: Véc tơ đồng thắm xuất hiện phía dui nỀn đề quai hạ lưu 86inh 3.13: Sơ để chia lưới phẳn tử inh toán thim qua để quai thượng lưu K7Hình 3.14: Đường bão hòa và vectơ đồng thắm qua mặt cit để quai thượng lưu 88Hình 3.15: Véc tơ dòng thắm xuất hiện phía dưới nền dé quai thượng lưu 88Hình 3.16: Sơ đồ chia lưới phần tử tinh toán thắm qua để quai ha haw 89Hinh 3.17: Đường bão hòa và vectơ dong thắm qua mặt cắt đê quai hạ lưu 90Hình 3.18: Véc tơ đồng thắm xuất hiện phia đưới nỀn để quai hạ lưu 90

inh 3.19, Sơ đồ bổ trí lỗ khoan và tình tự khoan phụ: 9

Hình 3.20, Sơ đồ vị trí các hỗ khoan phut thi nghiệm trong ting bỗitch 99

Hình 3.23: Chuẩn bị thiết bị bơm vữa no

Hình 3.24: Bom vữa vào nền dé quai để chống thắm mLHình 3.25:Mẫu khoan kiểm tra chất lượng cọc khoan phụt "Hình 3.26: Sơ đồ chị lưới phẳn tử inh toán cho để quai thượng lưu HàHình 327: Dường bão hòa qua để quai Lưu lượng thắm qua để quai TL q99*10°m/s 13Hình 3.28: Vée tơ đồng thắm dưới nỀn để qua sau khi khoan phụt usHinh 3.29: So đ chia lưới phản tử tinh toán cho đê quai hạ lưu 114Hình 3.30: Dường bão qua dé quai hạ lưu Lưu lượng thắm qua để quai HL q

23*102m°/s TIS

inh 3.30: Vée tơ đồng thắm đưới nỀn để quai sau khi khoan phụt usHình 3.31: Sơ đồ chin lưới phần tử inh toán cho để quai thượng lưu 116Hình 3.32: Đường bio hỏa qua để quai thượng lưu Lưu lượng thắm qua đề quai

TL q=2.42910 m/s, 17Hình 3.33: Véc to dòng thắm dưới nén đê quai thượng lưu sau khi khoan phun

M7Hình 3.34: So đồ chia lưới phản tử tinh toán cho đê quai hạ lưu 118Hình 3.35: Đường bo hỏa qua để quai hạ Lưu lượng thắm qua đề quai HL q96"10% mts, 118Hình 3.36: Đường vé tơ đồng thắm đưới nén đề quai hạ lưu sau khi khoan phụt

19

MỞ DAU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nền mông có vai t rit quan trong đến dn định của kết cầu, Với công trình

thủy lợi, nền móng phải đủ khả năng chịu lực và khả năng chống thắm Tùy thuộc

vào đặc trừng cơ lý của nền và yêu cầu dn định của công trình ma cổ các giải pháp

công nghệ xử lý khác nhau.

Nhằm tăng khả năng chống thắm và chịu tải của nén thi người ta có thể sử

dụng các giải pháp tăng khả năng cổ kết, kết dinh và lắp dy khe rỗng trong nên

móng Một trong những giải pháp dé là ác giải pháp khoan phụt vữa

H nay có nhiều phương pháp khoan phụt xử lý nén khác nhau, mỗi phương

pháp đều có ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng nhất định Vi dụ như: Khoan phụt

xi mang xử lý chống thắm và gia cổ khả năng chịu lực cho nén dé nứt nẻ; Khoantrộn sâu xứ lý nền đất (tạo cọc xi măng đất); Khoan phụt đất sét xử lý khuyết tật của

để đập đất

{On định chẳng thắm cho nén công trình thủy lợi thủy điện nhằm bảo dim các

yêu cầu chính: Giảm thiểu thắm mắt nước; Giảm thiểu khả năng gây mắt ổn định

của áp lực thắm; Đắt nin không bị xói ngằm do dng thắm gây ra Giải pháp khoan

phụt được ting dụng nhiều nhưng những công nghệ mới như khoan trộn sâu haykhoan phụt xi măng đất sét cần được nghiên cứu để ứng dụng một cách hiệu quả vàthuần thục, phổ biển rộng rai trong xây dựng tiến tới xây dựng tiêu chui

Vi vậy để tai "GIẢI PHÁP KHOAN PHỤT XU LÝ CHONG THÁM CHONEN CÔNG TRÌNH THUY LỢI VÀ PHƯƠNG PHÁP KHOAN PHỤT XI MĂNGĐẮT SET CHO NÊN BOI TÍCH" là cin thiết, có ý nghĩa thực tẾ thi công các côngtrình thủy lợi

2 Mục đích của để tài

Nghiên cứu tổng quan các phương pháp khoan phụt xử lý nền trong xây dựng:

Đi sâu nghiên cứu phương pháp khoan phụt xử lý chỗng thắm cho nén cát cuội sỏiTir đó rút ra những nội dung công nghệ, các điều kiện ứng dụng thiết thực khi xử lýnên bằng phương pháp khoan phụt

~ Nghiên cứu thông qua các tải liệu: Sách chuyên khảo, Các giáo trình, các.

tiêu chuẩn về thiết kế và thi công khoan phụt xử lý

= Thu thập phân tích các tài liệu thiết kế và thực tế thi công về khoan phụt xử

Wy nền đã và dang xây dựng ở Việt Nam cũng như trên Thổ giới

nén trong nước và nước ngoài

3.2 Phương pháp nghiên cứu

- Ting hợp, phân tích các tà iệu đã nghiền cứu trong và ngoài nước,

= _ˆ Từ các công tinh đã và đang thi công xây dưng, nghiên cứu công nghệ thicông khoan phụt xử lý nền

= Nghiên cứu điễn hình cho một công tình cụ thể

4, Kết quả dự kiến đạt được

~ DE xuất cụ thể phạm xi ứng dụng hiệu quả của phương pháp khoan phụt ximăng đất sét cho nền bồi ch

~ Ap dung tinh toàn cho khoan phụt xử lý chống thắm cho nn bồi tích đề quaithượng lưu hạ lưu công trình Thủy điện Sơn La,

CHƯƠNG I: ENÔNG QUAN VỆ CÔNG TAC KHOAN PHỤT XỬ:1.1 Tổng quan về tinh hình xây dựng trong nước và trên thé giới có dụng

phương pháp khoan phụt xử lý nền công trình

1.1.1 Tình hình xây dựng trên thé giới có sử dụng phương pháp khoan phyt xi:

Tuy nhiên, việc nghiên cứu phụt vừa xi ming cho nên đã nứt nẻ cỏ tính ct

thống chỉ mới bắt đầu trong vòng 20 ~ 25 năm tr lại đây Ở Liên Xô, vig

védénéév đã có nhiều cống hién trong lĩnh vực nghiên cứu phương pháp phụt vữa xỉmăng ứng dụng trong các công trinh thủy lợi Năm 1922 B.E védénéév cũng với N1 Gaikitsko đã tiến hành phương pháp thí nghiệm phụt vữa xi ming ứng dụng cho nền đập của Nhà máy Thủy điện Volhovski Qua quá trinh thí nghiệm nghiên cứu,các tic giả trên đã nêu lên kết luận rằng, phương pháp phụt vữa xi mang dùng eit

có hiệu quả để làm giảm khả năng thắm trong đá voi

Hiện nay, nước ứng dụng công nghệ xi mang đắt nhiều nhất là Nhật Bản và các

nước vùng Seandinaver, Theo thống kê của h p hội CDM (Nhật Bản), tính chungtrong giai đoạn những năm §0 — 96 có 2.345 dự án, sử dụng 26 triệu m’ xi mangdit Riêng từ 1977 đến 1993 lượng đt gia cổ bằng xi mang ở Nhật vio khoảng 23,6triệu m’ cho các dự án ngoài biển và trong đất liền, với khoảng 300 dự án, Hiện nayhàng năm thi công khoảng 2 triệu mẺ

Tại Trung Quốc, công tác nghiên cứu bắt đầu từ năm 1970, mặc dù ngay từ cuối những năm 1960, các kỹ sư Trung Quốc đã học hỏi phương pháp trộn vôi dưới sâu

và CDM ở Nhật Bản Thiết bị trộn sâu dùng trên đắt liền xuất hiện năm 1978 và

ngay lập tức được sử dụng để xử lý nén các khu công nghiệp ở Thượng Hải Tổng,khối lượng xử lý bằng công nghệ trộn sâu ở Trung Quốc cho đến nay vio khoảngtrên | triệu m’, Từ năm 1987 đến 1990, công nghệ trộn sâu đã được sử dụng ở cảng,

phía sau bến cập tiu

én năm 1992, một hợp tác giữa Nhật và Trung Quốc đã tạo ra sự thúc dy chonhững bước đầu tiên của công nghệ CDM ở Trung Quốc, công trình hợp tác đầutiên là của Yantai, Trong dự ân này 60.000 m” xử lý ngoài biển đã được thết kế vàthi công bởi chính các kỹ su Trung Quốc ( Tang, 1996.)

Bảng 1.1 Các công trình trên thé giới có xử ý khoan phut chẳng thắm

TTỊ Cômgtình QuốGh Thờigan —- Hạng mye xửlý

Khoan phat chống thắm nen

1 | Dap Niu Croton My 1907 b i

đậpNha máy Thủy điện Khoan phụt chống thắm nên

dung co bản ngày cảng tăng Sau đây là các công trình đã ting dụng phương pháp.khoan phut xử lý nén để chố

Chồng thẩm cho cổng dưới dé D10 - Thị xã Phú Lý - Hà Nam: Céng tiêu

thấm và đạt kết quả tốt ở Việt Nam.

10 thuộc hệ thống thuỷ nông thị xã Phủ Lý tỉnh Hà Nam được xây dựng năm

2002 Móng đặt trên lớp á sét nhẹ số (3) dày 3m; tiếp theo là lớp số (4) cát bụi, hạtnhỏ đây Sm; tiếp đến là lớp sét miu nâu xám Mùa lũ năm 2002, khi đi vào vậnhành xảy ra sự cố mach sii phia đồng, sau bể tiêu năng Địa phương đã phải dip đểquai phía đồng để ding cao mực nước phía đồng, giảm chênh lệch nước Nguyênnhân gây mạch si được đánh giá như sau: Lớp đắt số (4) là lớp cát bụi, lớp này bắt

từ cao trình - 4.48m Thiết kế đã đóng cọc tre đến cao trình - 4.0m, tức là ginnhư xuyên hết (cũng có thể xuyên hỗ) lớp số 3 có khả năng chống thắm tương đốitốt Do chênh lệch mực nước khi lũ ngoài sông cao, tạo ra dong chảy ngằm trong.lớp số 4 lớp cát bụi này rit dễ bị xói ngầm, các hạt nhỏ theo dang thắm đi về hạ lưu

và tạo ra mach đùn phía đồng, Biện pháp sửa chữa lin đầu của địa phương đã tiếnhành sửa chữa như sau: Đảo đất hi bên mang cổng rồi bọc xung quanh cổng (từdưới day không làm được) bing đất sét luyện diy 0.5m, Bip trả đất xung quanhcông bằng đất thịt dam bảo dung trọng Làm một hàng ctr gỗ phía sông cuối bể tiêunăng và một hàng cir gỗ phía đồng, chiều dai cử là 3m Ludn ống để bơm- phụt

dung dịch sét xi măng xuống dưới day cổng Thing 7 năm 2004, khi có 10 phía

trong đồng lại bị đùn sii, de doa vỡ đẻ Như vậy, ái pháp sửa chữa đã làm không

có hiệu quả Địa phương lại phải iếp tục hoành triệt cng Phương án sửa chữa sửdung công nghệ Jet-grouting: Tạo ra được một tường hảo chống thắm cắt qua lớpđất (4) là lớp cát bụi cắm vào lớp 5 là lớp sét nhẹ màu nâu xám Qua dot fi lớnnăm 2005, qua theo dõi các trận lũ nhỏ cho thấy không còn hiện tượng din sii nhưtrước, việc sửa chữa đã thành công,

Hình 1.2: Thi công khoan phụt vita chong thắm cổng DIO

Dap Đá Bạc ~ tỉnh Hà Tình: nền của đập Đá Bạc là cát thắm nước, chiều diy

thay đổi từ 3-18m, lòng suối xuất hiện nước ngằm có áp, trong nén lẫn các tang đá

mổ côi Phương án Khoan phụt tạo cọc xi ming đất đưa ra khắc phục được những

kiệm 20% kinh phí trở ngại mà công nghệ tường hào Bentonie gặp khó khăn va ti

Hinh 1,3: Thi công chẳng thắm nén đập Đá Bac - Hà TĩnhChẳng thắm cho dé quai Giai đoạn II = nhà máy thuỷ điện Som Ea: Cau tạođịa ting của đề qua là lớp bi teh lòng sông dày, lớp đá gốc nằm dưới lớp bỗitch,xuất hiện các đút gây gây phong hoá và bio mòn Sử dụng công nghệ khoan phut xỉmăng đắt sét kết quả cho thấy khả năng chống thẳm đạt yêu cầu

4 Quá trinh thí công 5, Hồ ming sau khi chống thắm

Hin 1.4: Hình ảnh chống thâm cho dé quai công trình Sơn La

Chẳng thẫn cho dé quai nhà máy thủy điện Lai Châu: Địa chất nén đ quai

Thủy Lai Châu là nền bồ

dụng từ thành công của công nghệ khoan phụt xi ming dat sét của thủy điện Son

ống thắm cũng được sittích cất cuội söi, công tác

La Quá trình thi công xử lý cũng vừa mới hoàn thành va đạt kết quả tốt

"Hình 1.5: Hình ảnh chẳng thắm cho 48 quai công tình Lai Chin

Bảng 1.2: Một số tông trình xứ lý c

"pháp khoan phụt vita xi mang

ing thắm nén bằng phương

Gia | Thi gi

Quy mô, thông số | hụ thực hện | vụ

Côngtrnh | kỹthuẩtkhoam | đồng | Bất | Hoàn | (CM

phụt (10°đ) | đầu | thành wie

Khoan phit bọn phụ xử lý Ban

nin,thêu tu ôn | an | ngyy | 2000 | Quảng,

lung 026m DATD6

(Lam Đồng) bã

Hồ chứa nước |Khoan phụt chống Quảng

CÀGấy | thim an dp, chều| 660 | 1998 | 2000 | tản

(Binh Thuận, | câu hoan< 23m bu

Khon phụ fo mảng ching thấm R

Hồ chứa nước | gia cố & khoan tiêu © ảnh TầnGng [nước nin đp:| 3495 | 1999 | 2000 | Quin

(Ninh Thuận) | Khoan qua đá cấp

Sons Lont - mm, khoan qua diz| 586 | 2002 | 2003 | an ý

Sông chiều sâu hỗ khoan DA(Bình Thuận) |_ 30m 41S,

Buôn Joong —_|nén đập: khoan qua 2002 | 2003 | vung

(Dik Lik) dit, đá cấp 46; DATL

Khoan phụt xử lý

3 |PAkiS —- Íkheam ga dấu ai | s25 | 2003 | oun | BOLD

Khoan phụt chốngthấm & gia cố nên Bạncấp 7-8; chiều sâu DATD 2

Khoan phục công dẫn dòng; khoan qua

BR SE STE M00 | 200 | ans |

"hố aun

etme] sn | su | su

Bò Những kết quả đạt được nỗi trên chỉ nới là bước đầu, nhưng cho thấy công nghệ khoan phụt xử lý nn công trình là một công nghệ mới có nhiề triển vọng ấpdung rộng rãi tong lĩnh vực xây dụng công trình thu lợi, đặc biệt là gi cổ nỀn đề,đập, Qua đó, cũng đã mở ra nhiều hướng phát triển trong thời gian tới tại Việt Nam.

1.2, Đặc điểm của khoan phụt xử lý nén và những yêu cầu kỹ thuật thi công

khoan phụt xử lý nền,

Nén mồng cỏ vai trò rit quan trọng đến én định của kết cầu Với công trình

thủy lợi, nền móng phải đủ khả năng chịu lực, phòng Kin, chống trượt, chồng cắt và

khả năng chống thắm, chống x6i ngim Tay thuộc vio đặc trưng cơ lý của nén vàvyêu cầu én định của công trình mà có các giải pháp công nghệ xử lý khác nhau.Nhằm tăng khả năng chống thẩm và chịu tải của nền thì người ta có thể sửdụng các giải pháp tang khả năng cố kết, kết dính và lấp đầy khe rỗng trong nền

mông, Một trong những giải pháp đó là các giải pháp khoan phụt vữa.

Hiện nay có nhiều phương pháp khoan phụt xử lý nên khác nhau, mỗi phươngpháp đều có wu nhược điềm và phạm vi ứng dụng nhất định Ví dụ nhự: Khoan phụt

xi măng xử lý chống thắm và gia có khả năng chịu lực cho nén đá nứt nẻ; Khoantrận sâu xử lý nền đất (tạo cọc xi măng đắt); Khoan phụt đắt sét xử lý khuyết tật của

8 đập đất

On định chống thắm cho nn công trình thủy lợi thủy điện nhim bảo đảm các

yêu cầu chính: Giảm thiếu thấm mắt nước; Giảm thiểu khả năng gây mắt ôn định

của áp lực thấm; Dat nén không bị x6i ngằm do dong thắm gây ra Giải pháp khoanphụt được ứng dụng nhiều nhưng những công nghệ mới như khoan trộn sâu hay khoan phụt xi mang dit sét cin được nghiên cứu để ứng dụng một cách hiệu quá vàthuần the, phố biển rộng rãi rong xây đụng tiế tới xây dụng tiêu chun

1.2.1 Cúc phương pháp xử lý nền làm tăng khả năng chịu lực của nền đổi vớidityéu

Đối với nỀn đất yêu có tinh dính, thắm ít như đắt bàn thì chủ yếu à nâng caocường độ chịu lực và chống trượt

Khả năng chịu lực của nền bao gồm

+ Khả năng chống cắt của nền

+ Khả năng chống trượt của nền

Do đó để xử lý nén dit yêu làm tăng khả năng chịu lực thông thường có các

nhóm giải pháp xử lý như sau

1.2.1.1 Nhâm làm chặt dit trên mặt bằng cơ học

Là một trong những phương pháp cổ điển nhất, đã được sử dụng từ lâu trẻthé giới Ban chất của phương pháp là dùng các thiết bị cơ giới như xe lu, máy dim,

bủa rung âm chặt đất Các yếu tổ chính làm ảnh hướng đến khả năng dim chặtcủa đất gồm: độ ẩm, công dim, thành phần hạt, thành phin khoáng hoá, nhiệt độcủa đất và phương thức tác dụng của tải trọng Để làm chặt đất cần phải xác định.được độ âm tốt nhất ứng với giá tị khối lượng th tích khô lớn nhất,

Do được làm chặt, các chỉ tiêu về độ bền của đất tăng lên đáng kể, tính biếndạng và tính thắm giảm đi Hiện nay phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong xây dựng đường giao thông, sân bay, các công trình thủy lợi và trong xây dựng dân dụng, công nghiệp Có một phương pháp lim chặt đất bằng cơ học như sau:

+ Làm chặt it bằng đằm rơi:

Ban chất của phương pháp là ding dim rơi bằng vật nặng làm chặt đất Vậtđầm thu tự làm bằng bể tông cốt thép hoặc bằng gang có khối lượng từ2 đến4cho rơi từ độ cao 4 + Sm Chiều dày nén chặt của dat phụ thuộc vào đường kính, khối

lượng và chiều cao rơi của vật dim cũng như tính chất của đất, Thông thường, độ

chặt của đất tăng lên ở các lớp trên mặt và giảm đi ở những lớp phía dưới

+ Làm chặt đắt bằng đầm lan

Ban chất của phương pháp là dùng đầm lăn, xe lu để làm chặt đất Phương.pháp này thường được sử dụng khi làm đường giao thông Tuy thuộc trong lượng xe

lu và số lẫn đẫm mã chiều sâu làm chặt có thể đạt đến 0,5 + 0,6 m Khi dùng đầm

lan có mặt nhẫn, do chiều dày lớp đắt được đầm nhỏ nên hiệu suất đầm thường

thấp, chất lượng dim không đều, khối lượng thé tích của đắt giảm theo chiều sâu

Vi vậy đổi với các công trình đắp đắt lớn dùng dim mặt nhẫn không qua Đối

với các loại đất dính dạng cục thì dùng dim lăn chân dé mang lại hiệu qủa cao hon,chit lượng dim đều hơn và tạo ra mặt ấp iên kết tốt giữa các lớp đt dằm với nhau

Hiện nay, người ta còn sử dung cả dim lăn bánh hơi dé dim chặt cả đắt dính

và đất rời Mức độ dim chat phụ thuộc vào số lần dim, chiều diy lớp dim, áp suitbánh xe, tải trọng xe, vận tốc di chuyển của xe cũng như độ âm và cấu tạo của đất Miền. được đầm chặt như nhau ở mọi nơi thì yêu cầu tải trọng đầm phải phân bổcđều lên các bánh xe, không phụ thuộc vio độ gỗ ghé của mặt đất và sức chịu tai của đất tại các vị trí dim,

+ Làm chặt đắt sảng đầm rung:

Phương pháp kim chặt đắt bằng đầm rung chủ yéu dùng để nén chặt đắt các

"Nếu hàm lượng hạt sét trong đắt nhỏ hon 6% thì hiệu qua nén chặt thường gắp 4 + 5

so với các phương pháp dim nén khác Bản chất của phương pháp là dùng các chấn.động tạo ra các dao động liên tục có tin số cao và biên độ nhỏ, làm cho tính toàn

khối của đất bị phá họai, các hạt cát di chuyên đến chỗ tring giữa các hạt có kích

thước lớn hơn Tác dụng của đầm rung lớn nhất khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng

khi mà tin số dao động của máy trùng với thn số dao động của đất dim,

ừ 0.3 đếnChiều diy lớp đất được làm chặt bing đầm rung thường thay đ

1,5 m, đôi khi đến 2 m

đất dưới

1.2.1.2 Nhóm làm chi 1 bằng chin động và thuỷ chấn :

Khi đắt cất hoặc dit dip có chiều siu phân bổ lớn thường dùng phương pháp

kinh làm chặt có thể dat 1,5 m Khi bán kính máy chấn động tăng thi gia tốc chấn

động và hệ số nén chặt chắn động ing tăng lên

+ Nên chặt đất bằng thủy chấn

Khi lớp cát cần nén chặt có chiều dày lớn thì người ta dùng phương pháp.thủy chắn Bản chất của phương pháp là vừa phun nước vữa tạo chắn động tic dụng

vào đất cát, Khi đó lực dinh giữa các hạt giảm di, các hạt lớn sẽ lắng xuống edn các,

hạt nhỏ sẽ nỗi lên, hình thành chuyển động xoắn ốc lim phát sinh cấp phối mới và

như vậy sẽ hình thành cắp phối tốt nhất của đắt ở rang thai nén chất

Để thi công nén chặt đất bằng phương pháp thủy chắn, người ta đóng vào

trong dit những ống thép đường kính 19 + 25mm và có đầu nhọn, phin ống dưới dai khoảng 50 + 60em, có đục lỗ xung quanh với đường kính 5 + 6mm Lợi dụng

site nước cao ấp đễ đưa ông thép và máy chấn động đến độ âu thiết kể và cho mây

chắn động làm việc nén chất đắt từ đưới lên trên, mỗi đoạn làm chặt thường từ 30 +

400m trong khoảng thời gian 40 + 120 giây Sau khi âm chặt được lớp đất thứ nhấtthi ại nâng máy dầm lên làm chặt lớp dắt thứ2 và cứ lâm như vậy lâm chặt cho đến

khi lên mặt đất.

1.2.13, Nhâm gia cổ nền bằng thắt bị tiêu nước thẳng đứng vái gia tải trước

với các nền đất sét yêu, do hệ số thấm của đất sét rất nhỏ nên qúa trình

cổ kết của nở điều kiện bình thường cần rt nhiễu thi gian Trong khỉ đósắc công trình xây dụng lại đồi hỏi tốc độ thi công nhanh, đảm bảo tén độ yêu

nước thẳng đứng kết hợp với gia

n Thi

cầu Do vậy, người ta thường dùng các thiết bị

tải để lam tăng nhanh tốc độ cổ kết của bj tiêu nước thẳng đứng gồm

nhiều loại khác nhau Nguyên lý làm việc của các loi này là, dưới ác dụng của tải

trong ngoài, trong đất sẽ xuất hiện gradien thủy lực làm cho nước lỗ rổng thoát ratheo phương ngang về phía các thiết bị iêu nước, sau đó chảy tự do theo phươngđọc theo các thiết bị để thoát nước lên mặt đất Như vậy, việc đặt các thiết bị tiêunước thẳng đứng trong nền đắt có tác dung rút ngắn chiều dài đường thắm và dẫn

‘én giảm thời gian hoàn thành cổ kết Các công nghệ gia cổ bằng tiêu nước thẳng

đứng bao gồm:

+ Gia cổ nền bằng cọc cát, giéng cát:

Giếng cát và cọc cát được sử dụng rộng rãi dé tăng nhanh quá trình cố kết

của đắt nên, làm cho đất nén có khả năng biến dạng đều và nhanh chóng đạt đến giới hạn ôn định vẻ lún Tùy thuộc vào đặc điểm công trình xây dựng vả cầu trúc

nền mà người ta ding cọc cất hay giếng cất

Giéng cát đồng vai tỏ thoát nước là chính nên gia cổ nén bằng giếng cát

thưởng di kèm với biện pháp gia tải để thoát nước nhanh.

Khi gia cổ nén bằng cọc cát thi cọc cất vừa có tác dụng nén chặt vừa có tác

dạng thay thé đắt nên, do phần lớn độ lún của nên đất kết thúc rong qúa trình thicông, vì thé có thể xây dựng công trình ngay mà không phải đợi thời gian cổ kết nền.

+ Giữ cổ nền bằng bắc thắm và cúc hit bị tiêu nước chế tao sẵn (PY)

Bắc thắm là thiết bị tiêu nước thẳng đứng ch tạo sin, gdm nhiều loại, chiều

rồng thường 100 + 200mm, dày 3 + 5 mm, Lôi của bắc thắm là một băng chất déo

được bọc bởi lớp vải địa kỹ thuật polyeste không dét, bằng vải địa cơ propylene

hoặc giấy tổng hợp có nhiễu rãnh nhỏ để đưa nước lên cao nhờ mao dẫn Để cắm

bắc thắm vào nén dt người ta ding một máy chuyên dụng tự hình Sau khí thi côngbắc thắm, người ta cũng tiễn hành gia tải nén trước giống như đối với giếng cát, DE

nước thoát ra dễ dàng từ đầu bắc thắm người ta thường phủ lên phía trên mặt lớp đắt

yếu một lớp vai địa kỹ thuật và trên lớp vải địa kỹ thuật đắp một lớp cát hạt to làm.

lớp thắm nước.

1.2.1.4 Phương pháp gia ing năng lượng nỗ

Phương pháp này cũng đã được sử dụng từ lâu trên thể giới Bản chất của

phương pháp này là dùng năng lượng của sóng nỗ để nén chặt đất Người ta bé trí

các quả min đài trong các giếng, phân bổ theo mạng lưới tam giác đều và sâu hết

chiều day lớp đất yếu Phía trên các quả min người ta đổ cát thành đồng hoặc đặt

các thùng đựng cát không đáy Khi min nỗ, năng lượng được tạo ra sẽ nén đất ra.

w lấptiếp tục đồ thêm cát vào giếng và dim tới độ chặt yêu cầu

12.

Xung quanh, cất sẽ ri x vào giếng vừa được tạo ra Sau đó, người ta

Gia cổ nên bằng vai địa kỹ thuật

Trong những năm gần diy, vải địa kỹ thuật đã được ứng dụng rộng rãi ởnước ta, nhất là trong gia cổ nén đường giao thông Tay theo mục dich sử đụng, vảiđịa kỹ thuật có thể được sử dung dé: (1) Làm chức năng như mặt phân cách nước.

(2) Lam chức năng như vật liệu tiêu nước Ngoài ra vải địa kỹ thuật cỏn dùng để.

chống x5i môn, bảo vệ bổ vv

tắt dính1.2.1.6, Nhâm gia cỗ nén bằng chi

Bin chit của các phương pháp này là đưa vio nén dit các vật liệu kết dinnhư ximang, vôi, bitum nhim tạo ra các liền kết mới bền vũng hơn nhờ các quátrình hoá lý và hoá học diễn ra trong dat, dẫn đến làm thay đổi tính chất cơ lý của.dat nền Tùy vật liệu đưa vào mà có những công nghệ như sau:

+ Gia cổ nền bằng phương pháp trộn vai

Khi trộn vôi vào đất, vôi có tác dung hút ẩm làm giảm độ âm cia đất và đóngvai rộ là chất kết dinh ign kết các hạt đất, Khi tác dụng với nước, vôi chưa tôi có khảnăng ngung kết và đông cứng nhanh trong vòng 5 đến 10 phúc Qúa trình hyớrát hoávôi chưa ôi cổ khả năng hp thụ một khổi lượng nước lớn (32 đến 100% khối lượngban đầu) nên nhanh chóng im nền dit khô rio, dẫn đến đắt nin được nén chặt

Để gia cổ nbn đất yếu ở dưới sâu người ta sử dụng cọc vôi hoặc cọc dt vôiXôi tác dụng với nước sẽ tăng th tích nên tết điện các cọc vôi sẽ ng lên làm tăng độchất của nbn Ngoài ra các tác động của vit ý và hón học sẽ fam tăng độ bn nén, lựcdính và góc ma sát trong làm cho sức chịu tải tổng hợp của khối dat gia cổ tăng lên.+ Gia cổ nền bằng phương phip trộn ximang:

Khi trộn ximăng vào đất sẽ xảy ra qua trình kiểm và sau đó là quả trình thứ:sinh Quá trình kiểm là quả trình thủy phân và hydrit hóa ximăng, được coi là quátrình hình thành nên độ bền của đt gia cổ Qúa trình kiểm sẽ tạo ra một lượng lớnhydroxit camd làm tăng độ pH của nước lỗ rỗng trong đất, tạo điều kiện thie diyquá trình thứ sinh Ở điều kiện bình thưởng, các khoáng vật sét có thành phần hoá

học chính là các ôxít nhôm và silíc khá vững, khó bị hòa tan, song trong môi.

trường kiểm có độ PH cao, chúng dễ bị hoà tan dẫn đến sự phá hủy của khoáng vật.

Các 6 xít nhôm và silíc ở dạng hòa tan tạo nên một phần vật liệu đông cứng và làm.

tăng cường độ của hỗn hợp đất ximăng Quá rình thứ sinh xây ra chậm chap trongmột thời gian dài

+ Gia cổ nền bằng phương pháp trộn bỉ tum.

Bitum là chất kết dính hữu cơ gồm các chất cácbuahydro khác nhau và các

dẫn xuất không kim loại như 6 xy, lưu huỳnh và ni.

Khi trộn bitum vio đất, bitum có tác dung chủ yếu với các hạt sét, còn các hạt bụi và hạt cát nhờ có bitum mã được dính kết, ích tụ lại dưới dang 6 hoặc thấu kính với hình dạng và kích thước khác nhau Bitum tác dụng với hạt sét tạo thành

hỗn hợp hip phụ lẫn nhau, có tính đản hi có khả năng gắn chặt các hạt kết quảnhận được vật liệu mới dit -bitum iên kết bởi mảng đản hỗi vật chất sét - ium, ôn

đình đối với nước Phương pháp gia cố đất bing bitum thường được sử dụng nnđường giao thông có chiéu diy gia cổ nhỏ.

+ Gia cổ nên bằng keo polime ting hợp:

Các chit polime tổng hợp không có sin tong thiên nhiên mà được tổng hợp

từ đẫu mỏ, khí đốt, than đó Phân tử của chúng gbm rit nhiễu khâu, nỗi với nhaubởi liên kết hỏa học, tạo nên những chuỗi xich có cẫu trúc thẳng, phân nhánh và mạng 3 chiều Keo polyme tổng hợp có tinh bám dinh cao, thời gian đông cứngnhanh, Khi ho keo vào đt ác qóa trinh hod ý, vt ý và hoá bọc phúc tạp giữa cáchạt dit và keo, tạo thành chuỗi xích thing đi xuyên qua khối đt, hình thành bộ

khung không gian bao bọc các hạt at hoặc tiếp xúc các hạt đất, tạo nên cầu trúc.không gian thống nhất với polime Keo polime tổng hợp thường được sử dụng để

gia cổ nén hay làm móng hay mặt đường giao thông với đất không chứa cacbonat va

có độ pH nhỏ hơn 7.

+ Gia cổ nền bằng dung dịch vita ximaing.

Bản chit của phương pháp là phun vào lỗ rỗng của đắt đá một lượng vữaxinăng cần thiết để saw khi đông cứng, kim giảm tinh thắm và tăng súc chịu ti củanền Phương pháp này được sử dụng rộng rãi đối với các công trình thủy lợi, thích hợp.với cic loại ct, dit sỏi và các loại nền đá itn, đặc biệt hiệu quả khi kích thước khe

nút > 0,15 mm, tốc độ thám > 80m/ngd nhưng không vượt quá 200m/ngđ.

+ Gia cổ ndn bằng phụt dung dịch Sitcät

Nếu nỀn đất và nền đá có độ rỗng và khe nút nhỏ không thể sử dụng phươngpháp phut vữa ximăng thi người ta đăng phương phip bơm hóa chất để gia cổ Chithóa học thường dùng là nai silica ( thủy tinh lòng - Na,O,SiO,) và cami clorua

+ Gia cổ nên bằng phương pháp phụt nhựa bitam.

Phương pháp phụt nhựa bitum sử dụng thích hợp trên các nền đá dam, cội,sỏi hoặc trong nên đá có nhiều khe nút, Hiện nay, tên thể giới người ta thường dùnghai phương pháp phụt nhựa bitum: phụt nhựa bitum nồng và phot nhựa bitum lạnh.

= Phương pháp phụt nhựa bitum nóng ding thích hợp trong đá cứng nút nẻ,

bang hốc và trong cuội s6i Nội dung của phương pháp là phụt nhựa bitum lông qua

những lỗ khoan hoặc ống phụt vào trong lỗ rổng của nén hoặc khe nứt Nhược điểm

của phương pháp này là thiết bị thi công công kénh, phúc tạp, nhựa bitum sau khỉ

lạnh thể tích bị giảm nên đễ gay ra biển dang.

= Phương pháp phụt nhựa bi tum lạnh, còn gọi là phương pháp phụt nhũ

tương bi tum, ding để gia cổ nền dit cát và đá gốc có khe nứt nhỏ Thường dùngnhữ tương bitum long gồm 65% bitum, 35 + 40% nước và chất gây ra nhũ tương,1.2.1.7 Nhóm các phương pháp vật lý gia cố nén đất yếu

+ Gia cổ nén bằng phương pháp điện thắm

Ban chất của phương pháp là cắm vio đất dính bão hòa nước hai điện cực, cực

đương là thanh kim loại, cực âm li ống kim loại có nhiều lỗ nhỏ Sau khi cho dòng.điện một chiễu chạy qua, các hạt đất sẽ địch chuyển về

dit sé dịch chuyển v pl

nước sẽ thoát ra đáng kể, làm tăng nhanh tốc độ cổ kết, hạ thấp mực nước mgm

fa cực đương còn nước trongcực âm Bồ trí thiết bị thoát nước về phía cực âm thi lượng

+ Gia cổ nền bằng phương pháp điện hod hoe

Phuong pháp nay dựa vào nguyên lý điện thắm, chỉ khác là người ta đưa vào.đất qua cực đương các dung địch hoá học như camxi clorua, nai siieat để khi cổdòng điện chạy qua, các điện cực sé bị phá hủy và các sản phẩm phá hủy liên kếtvới các hạt sé làm cho khối đắt trở nên cứng lại và nước sẽ được thả ra ở cục âm'Nếu đất có hàm lượng mudi lớn thì hiệu qủa của phương pháp này sẽ cao

+ Gia cổ in bằng phương pháp nhiệt:

Bản chit của phương pháp lading nhiệt độ cao để ga cổ đắt bằng cách: Phụt

qua lỗ khoan vào trong đắt không khí nóng có nhiệt dộ 600 + 800°C hoặc đưa nhiên.

liệu cháy vào trong đất gu lỗ khoan và đốt ở nhiệt độ 1000 +1100" C

Phương pháp này yêu cầ thiết bị vi công nghệ thi công phúc tap, chi ph lớnnên ít được ứng dụng

1.2.2 Các phương pháp xử lý nền lầm tăng khả năng chỗng thắm cia nền :

Mic đích xử lý nền làm tăng khả năng chống thắm bao gm

+ Giảm lượng mắt nước trong hồ

+ Chống xói ngằm do dòng thắm gây ra

Đối với nền đá nứt nẻ Ít hoặc nứt né nhiều thường sử dụng phương pháp xử lýchống thắm bằng khoan phụt xi măng hoặc thủy tinh lỏng Công nghệ xử lý khoanphụt thường sử dụng là khoan phụt xi mang theo kiêu truyỄn thống ( còn được gọi

là khoan phyt có mit bịt ) được thực hiện theo sơ đồ hình 1.6 Mục tiêu của phương.pháp là sử dung áp lực phụt để ép vữa xi mang lắp đầy các lỗ rỗng trong các kế rỗng.của nền đã nứt ne

Phương pháp này sử dung khả phổ biến trong khoan phụt nén đã nứt nẻ, quytrình thi công và kiểm tra đã khá hoàn chính Các yêu cầu kỹ thuật khoan phụt xi

n đá được quy định chỉ tiết trong TCVN : 2009 'Công Trinh Thủy Lợi

~ Yêu cầu kỹ thuật khoan phụt xi ming vào nên đá"

măng vào,

Lắp dat máy khoan

Phụ wou = Phụ đến Prax thiết kế

(nếu không còn đoạn tiếp theo)

'

Lap hổ

1

“Tháo đỡ chuyển máy

Tình Ló: Sơ đồ khoam phut có mit bit1.2.2.2 Xã ý chẳng thắm đối với nền cát cuội sồi

Khi xây dựng các đập, đặc biệt là ở vùng trung du và miễn núi thường gặp.

nin cát cui sỏi (nén bồi tích) có hệ số thắm K=10" + 10% emis và có chiều diytổng cát cuội sỏi thay đổi trong phạm vỉ rit lớn Đối với các con sông, suối nhỏ ở

nước ta chiều dày này thường từ 5 + 20m Với các công trình lớn như thủy điện Son

La, Hòa Bình Lai Châu chiều diy này lên đến 70m,

Tay theo quy mô công trinh và điều kiến cụ thé mà người la ding các gipháp công nghệ khác nhau như:

4, Đi với nén cắt cội sỏi có chiễu sâu không lớn

Đổi với đập chin ngang sông (dip dit, dip đá đổ) trên nên cất cuội sỏi cổ

chiều day t < 10 ~ + 15 m ta ding giải pháp dio chân khay hoặc kéo dài lõi giữa

làm tường răng cắm xuống tin ting dé gốc để ngăn chặn thắm qua nén ct cuội sỏiphần đá nứt nẻ dưới ting cát cuội sỏi có thé sử dụng phương pháp khoan phut xi

"Hình 1.8: Giải pháp kéo dài lõi gta xuống ting đả gúc làm tường răng chẳng thắm

b, Đối với nền cát cuội sỏi có chiều sâu lớn

Đối với nền cuội sỏi sâu tới vài chục mét (vi dụ đập Hòa Bình, để quaithượng hạ lưu của thủy điện Sơn La ) thì ta ding giải pháp công nghệ khoan phụt

xi mãng đất sết (hình 1.9), Mục đích cơ bản là sử dụng xi măng dit sé để lắp đầy

các lỗ rồng nhằm tăng cường khả năng chống thắm và gia cổ nền

Ngoài ra ở Việt Nam đối với những công trình đê đập, có t6 mỗi hang hốc, datđắp không dim như đề Hà Nội người ta còn sử dụng phương pháp khoan phụt đấtsét ( Xi măng đất sét) để xứ lý khuyết tat của đê đập

—.

gt sec

Tan

"Hình 1.9: Kết cấu uring chẳng thắm bằng giải pháp khoan phut vữa xi mang

6, Đổi với ndn cắt chấy

Khi xây dựng các công trình ở đồng bằng, ven sông biển thường gặp trườnghợp đất nền là lớp cát trung hoặc cát mịn có lẫn một lượng nhỏ hạt sét phủ sa vàmực nước ngằm tự nhiên rất cao Một số trường hợp dưới đấy mồng công tình cóthé có ng nước áp le Trong trường hợp này, khi đào móng dB phát sinh cát hiện

Giải pháp khắc phục lúc này là dùng một hệ thống giếng bổ trí xung quanh chu

vi hỗ mong vi tiến hành hút nước để hạ mye nước ngẫm hoặc hạ áp lực của ting

nước áp lực trong phạm vi hỗ móng Các hình thức giếng được ding trong trường

hợp này thường là giếng thường, giếng kim và gần đây là loại giếng nhựa

Hink 1.11: Sử dụng giống nhựa hạ MNN cong Hiệp Thuận.

1.3 Các phương pháp thi công và công nghệ thi công khoan phụt.

Véi nội dung đề ải này, sau đây chúng tôi sẽ giới thiệu qua một số phươngphíp thi công khoan phụt.

7)

oan phụ tuyển hổng _ Khoan pruthdu dp dt - Khoan phự bến hấu Kean phLJe-yodg(KEOA)Hink 1.12: Nguyễn bi một số công nghệ khoan phụt chẳng thắm cho công trình thuỷ lợi

1.3.1 Khoan phụt xỉ ming vào nên đá:

Khoan phut xi măng vào nền đá thường sử dụng kiểu truyền thống (cỏn được gọi

là khoan phụt có nit bị) Mục tiều của phương pháp là sử dụng áp lực phụt đễ ép vữa

xỉ măng (hode xi mang sớ) lắp đầy các ỗ rồng trong các ke rồng của nền đá nút nẻ.

Phương pháp này sử dụng khá phổ biến tong khoan phục nền đá nứt nề, quytrình thi công và kiểm tra đã khá hoàn chin,

"Hình 1.13: Sơ đỗ công nghệ thi công bơm ép vita vào nên đã

Khi phụt để tạo màn chống thắm trong nền đá người a thường chia lỗ khoanthành từng đoạn để phục Thứ tự các đoạn có thé phụt vữa theo 3 hình thức;

+ Phut vữa từ trên xuống đưới: Khoan phụt xong đoạn nào thi chờ 8-24 giữcho vita đủ thời gian ninh kết rồi mới khoan phụt đoạn dưới, cứ như vậy tiếp tục

+ Pht vữa từ đưới lên: Chỉ khác với hình thức trên là lẫn lượt phụt các đoạn.

từ dưới lên, như vậy trưởng hợp này phải khoan và ép nước thí nghiệm ngay chođến hết độ sâu yêu cầu của thiết kế

Khi dùng hình thức này tuy chất lượng không cao bằng nhưng lại nhanh hơn

sâu khoanhình thức đầu và khá thích hợp với nỀn đá nứt né ít và đều theo chỉ

phụt yêu cau

+ Phụt vữa hỗn hợp: Lúc đầu khoan ph tr trên xuống, sau đồ lại phụt vữa từdưới lên Hình thức nay đảm bảo được hiệu quả cả kinh tế lẫn kỹ thuật và thường.dàng cho trường hợp phía trên mit nề bị nứt né nhiễu, côn phía dưới li nứt nẻ ít

Hinh 1.14: Khoan phụt xử lý chong thắm vai đập:

1.3.2 Khoan phụt xi măng đắt sét dé xứ lý khuy tật cho công trình dé (đập)

Trong thực tế khi vận hành công tình đất thường xuất hiện các khuyết tậtnhư tổ mi, hang cầy, nứt nẻ, thấm lậu hoặc các yếu tổ khắc ảnh hướng đến an toàn

đề (đạp,

«a, Khoan phụt gia cổ thân dé (đập) thông thường

.Có thể bố trí hai hay nhiều hang khoan để hình thành màng chống thấm tùy.theo kích thước, chất lượng tim quan trọng của đoạn để en khoan phụt vữa xỉ

măng sét gia cổ và phải được xác định thông qua tính toán cụ thé

“Tuyển lỗ khoan thường được bổ tí song song và lệch về phía sông, khoảngcách của tuyến lỗ ngoài cùng tới mép đề (đập) phía sông nằm trong khoảng (05-:-

‘Cée lỗ khoan phụt xử lý nứt đề được bố trí tùy theo hình thái của vết nứtnhưng phải dim bảo:

~_ Mở rộng về hai phía dọc theo vết nứt tối thiểu là I,m và kéo đài về hai

© LB khoan phut phải sâu hơn chiều sâu vết nứt tố thiểu fa 0.5m

= Các lỗ khoan phụt phải tạo với phương thẳng đứng một góc là 10° và

hướng vào vết nứt,

~ _ Các lỗ khoan phụt vữa gần nhất phải cách mép vết nứt ti thiểu từ 03m

đến 0,5m

= Cie lỗ khoan phụt phải bổ trí so le về hai phía cửa vết nút và có quy định

chin lẻ, thứ tự khoan phut.

~ _ Khoảng cách giữa các lỗ khoan phụt không lớn hon 2m.

Các lỗ khoan thường được bố tri theo hình hoa mai, cách đều nhau khoảng

(1-1,5m) Độ sâu các lỗ khoan phụ thuộc vào địa hình của đoạn dé có tổ mồi và độ

sâu của tổ mồi Bình thường nên sâu từ (2-:-4)m, theo sơ đỏ sau:

"Hình 1.18: Bồ tí cúc lỗ Mhoan phụ xẻ lý tổ mắt

Ấp lực phut vita thiết kế xử lý tổ mỗi phụ thuộc vào loại đất của để, theokinh nghiệm có thé chọn Py, = (0.75 1.0) kg/em?,

1.3.3 Khoan phhụt cao áp (Jet grouting).

Công nghệ trộn xi măng với đất tại chỗ dưới sâu tạo ra cọc XMĐ được gọi là

công nghệ trộn sâu ( Deep Mixing ~ DM ).

Hiện nay phổ biến hai công nghệ thi công cọc XMD là : Công nghệ trộn khô ( Dry Mixing ) và công nghệ trộn tt ( Wer Mixing )

Công nghệ trộn khô ( Dry Miring): Công nghệ này sử dụng cần khoan có gin cácánh cắt dit, chúng cit đất sau đ trộn với vữa xi mang bơm theo trụ khoan.

Công nghệ trộn ướt ( Wer Mixing hay gọi là Jet grouting): Phương pháp này dựa.

vào nguyên lý cắt nham thạch bằng đồng nước áp lực Khi thi ci „ trước hết dingmáy khoan để đưa ống bơm có vỏi phun bằng hợp kim vào tới độ sâu phải gia cổ (nước + XM) với dp lực Khoảng 20Mpa tr vôi bơm phun xa phá vỡ ting đất Với

lực xung kích của dong phun và lực li tâm, trong lực sẽ trộn lẫn dung dich vữa, rồi

sẽ được sắp xếp lại theo một tỷ lệ có qui luật giữa đất và vữa theo khối lượng hạtSau khi vữa cứng lạ sẽ thành cột xi măng đắc

Hiện nay công nghệ khoan phụt áp lực cao được thực hiện với ba công nghệ là

nghệ đơn pha, công nghệ hai pha và mới nhất là công nghệ ba pha

* Công nghệ đơn pha - xi măng đắt (Hình 1.19)

Hinh 1.19: Công nghệ đơn pha

* Công nghệ hai pha - xi măng đất (Hình 1.20)

Hình 1.20: Công nghệ hai phaDay là hệ thống phụt vữa kết hợp với không khí Hỗn hợp vữa dit - xỉ măngurge bơm ở áp sắt cao, tốc độ 100m's và được bao bọc bởi một tia khi nén Dangkhí nén sẽ làm giảm ma sit và cho phép vữa xâm nhập sâu vào trong dit, do vậy tạo.

ra cột xi ming đất có đường kinh lớn Tuy nhiên, ding khí lại làm giảm độ cứng, của xi măng đắt so với phương pháp đơn pha và đắt bị trio ngược nhiều hơn.

Công nghệ này chủ yếu dùng dé thi công tường chin, cọc và hào chống thắm

cho công tình.

* Công nghệ ba pha - xỉ măng đắt (Hình 1.21)

bao xung quanh ding nước để diy khi ra khỏi dit, Sau đó vita được bơm qua mộtvoi riêng biệt nằm dưới vôi khí - nước để day khoảng trồng của khí Phụt ba pha

1 phương pháp thay thể đắt mà không làm xáo trộn đất,

Công nghệ xi mang đất ba pha sử dụng dé làm các cọc, các tường ngăn chống, thắm, xử lý trượt mái có thể tạo ra cột xi măng đắt có đương kính lên tới 2m.

* Các thiết bị chính bao gồm:

+ Thiét bị khoan : Máy khoan YBM-2PSIL

+ May bom vita: SG-MKIL

+ May trộn vita: YGM-L

“Hình 1.22: Mô tả quá trình thi công tạo tường chồng thắm.

1.3.3 Khoan pht xi mang đất sế xi ý ching thắm cho nén cát cuội soi:

Nội dung về khoan phụt xi ming dit sét xử lý chống thắm cho nén cát cuội

sỏi được tác giả trình bay chỉ tiết ở chương II

1.4 Kết luận chương 1

Trong nội dung chương I tác giả đã trình bày tông quan vẻ tình hình xây

dựng trong nước và thé giới có sử dụng phương pháp khoan phụt xử lý cho nềncông trình.

Các công trình xử lý chống thắm bằng phương pháp khoan phụ! cho kết quảrit tốt, chứng tô phương pháp này rất hiệu quả và cần nghiên cứu sâu để áp dụng

tông rãi trong các trường hợp xử lý chồng thắm nén công trình.

“Tác giả cũng đã trình bày những đặc điểm và vai trò xử lý nền nhằm tăngkhả năng chống thắm cũng như chịu lực để đảm bảo công trình làm việc an toàn,

"Ngoài ra tác gid còn giới thiệu về các công nghệ và biện pháp thi công khoan phụt

xử lý chống thắm cho nền đá Khoan phụt xử lý các khuyết tập của đề (đập) trongquá trình vận hành và công nghệ thi công tạo cọc xi măng đất