Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu lựa chọn giải pháp chống thấm cho nền đập hồ chứa Khuôn Vố - Bắc Giang

CẢM ƠN

Tác giả luận văn xin được cảm ơn sâu sắc đối với thầy giáo hướng dẫn

GS.TS.L Kim Truyền đã hướng dẫn và chỉ bảo tận tỉnh rong suốt quả trình thực

hiện luận văn tốt nghiệp,

Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo tham gia giảng dạy khóa cao

học 18 trường Đại học Thủy lợi đã tận tỉnh hướng din và truyén đạt cho tôi nhữngti thúc khoa học quý giá

Tác giả cũng xin cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Thủy lợi, khoa Sau đạihọc và Bộ môn Xây dựng Công tình thủy đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt

công việc nghiên cứu khoa bọc của mình,

Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn đến gia định, bạn bẻ, đồng nghiệp

đã giúp đỡ, đông viên, khích lệ để luận văn tốt nghiệp được hoàn thành tốt đẹp.TÁC GIÁ

LỜI CAM DOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu trích

dẫn là trung thực Các kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được người nào.

công bố trong bắt kỷ công tình nào khác.

KiềuHải

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong xây đựng các công trình thủy lợi, thủy điện công tác xử lý chống thắmcho nền công trình thường không thé thiếu được, Việc chống thắm cho nén thườngrất phức tạp phụ thuộc vào nhiễu yếu tổ tự nhiền, giải pháp kỹ thuật và công nghệ

thi công

Trong xu hướng phát triển kỹ thuật xây dựng nói chung và xử lý nền nói

riêng có rit nhiều tiến bộ, nhiều giải pháp đã được ứng dụng mang lại hiệu quả cao.

Việc nghiên cứu lựa chọn giải pháp thích hợp với đặc điểm địa chất của nền móng

vả công nghệ thi công mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao.

'Với công trình hỗ chứa Khuôn V6 tinh Bắc Giang có đặc điểm địa chất kháphức tạp móng tuyển đập được đặt trên các đới đá phong hóa mạnh đến phong hóa

vita và phong hóa nh yêu cầu chống thắm cho nền phải tạo mảng chống thắm ở

dưới nền đập, kéo dai đường thắm dưới nén nhằm hạn chế thắm trong các đới đá

đồng thời giảm bat áp lực thắm lên diy móng công trình Việc lưu chọn một giải

pháp cho phi hợp với đặc điểm tự nhiên, kết cấu công trinh này mang li hiệu quả

kinh tế và bảo đảm điều kiện kỹ thuật cho công trình.

2 Mục đích của đ ti

Nghiên cứu tổng quan các giải pháp chéng thắm cho nền công trình và điều.

kiện ứng dung của tùng giải php

D8 xuất lựa chọn giải pháp chống thắm cho nén đập hd chứa Khuôn V63 Cách tiếp cân và phương pháp nghiên cứu:

Nghiên cứu tả liệu liên quan dén giải pháp chống thắm cho nén công trình.KẾ thừa nhàng kết quả đã nghiên cứu về chống thắm cho nên công tinh4 Kết quả dự kiến đạt được

Nim được tổng quan các phương pháp xử lý chống thắm cho nén công trình.

vả điều kiện ứng dụng.

Đề xuất giải pháp chống thắm cho nén đập hỗ chứa Khuôn Vỏ.

CHƯƠNG 1

NGUYEN NHÂN PHÁT SINH VÀ NHỮNG VAN DE CƠ BẢN CUA

ĐỒNG THÁM DƯỚI ĐÁY MÓNG CÔNG TRÌNH

lở đầu

Khi xây dựng các công tình rên nên dit yéu hoặc đá phong hỏa thường côngtrình tiếp xúc với nền đất nền, hai bên vai công trình là những bộ phận thường làloại thấm nước, trừ khi công trình đặt trên nền để tốt và được xử lý phần tiếp giáp

theo đúng quy trình kỹ thuật ĐỂ bảo đảm cho công trình én định và không bị mắt

nước chúng ta phải xử lý chống thắm tốt, trước hết phải tìm nguyên nhân phát sinhdng thắm để có giải pháp phủ hợp với diễu kiện tự nhiên của nén và đạt yêu cầu kythuật giá thành hạ.

1.2 Nguyên nhân phát sinh đồng thắm dưới đáy móng công trình

Khi công trình làm vsẽ tạo ra sự chênh lệch mực nước giữa thượng và hạ

lưu Nước sẽ di động qua các kế rỗng trong đất nén và hai bên vai ci

thành dòng thắm, Dị

những ảnh hưởng bắt lợi như sau:

ig trình tạo.công trình và môi trường xung quanh, dòng thấm gây ra

- Lâm mắt nước từ hỗ chứa:

+ Gây áp lực lên các bộ phân công trinh giới hạn min thắm (bản day, tường

~ Mắt én định công trình: xói nbn, xói vai đập

~ Có thể kim biến hình đắt nền và hai vai, đặc biệt là ở khu vực dòng thắm thoát

ra có thé dẫn đến sụt lần, nghiêng, lật công trình:

= Dòng thắm hai bên vai công trình khi thoát ra hạ lưu có thé làm lầy hoá một

khu vực rộng làm ảnh hưởng đến dn định của bờ và điều kiện đi In, sim xuất ở hạ

lưu công tỉnh,

Dòng thấm trong môi trường đất rỗng được chia thành 2 loại:

1.2.1 Đồng thắm có áp

Khi nó bi giới hạn từ phía trên bởi biên cứng, dng thắm không có mặt

thoáng; chuyển động của dòng thấm giống như nước chảy trong ống có áp Day làtrường hợp khi xét đồng thắm đưới đáy các công trình,

1.2.2 Ding thắm không áp

Khi nó không bịgiới hạ từ phía trên bởi công trình Đây li trường hợp đồng

thắm hai bên vai công tình, dòng thắm qua đập dắt Giới hạn phía trên của dòngthắm li mật thoáng hay mặt bão hoà tai đây cổ áp suất bằng áp suất khí trời.

1.3 Những vin 48 cơ bản của đồng thắm dưới đáy móng công trình

Nhiệm vụ của nghiên cứu dòng thắm là tim ra quy luật chuyển động của nó.phụ thuộc vào hình dạng, ích thước các bộ phn công trình là biên của đồng thắm;xác định các đặc trưng phân bổ áp lực thắm lên các bộ phận công trình, phân bổ.gradien thắm trong miỄn thắm, và tị số lưu lượng thắm Trên cơ sở các tinh toánnày, người thiết kế sẽ chọn được hình thức, kích thước, cấu tạo hợp lý của côngtrình, dim bảo điều kiện làm việc an toàn của nó ( én định về trượt, ngăn ngừa biếnhình nền vi tin kinh tế của phương án chọn

Vấn dé nghiên cứu dòng thắm từ lâu đã thu hút sự quan tâm của các nhà

khoa học th giới Vào thể kỹ I8 đã có các công tinh nghiên cứu cia Lômônôxôy,

Becnoull, Euler Từ năm 1856, Darey đã tién hành nghiên cứu thực nghiệm và tim

ra định thắm tuyển tỉnh mà ngày nay được gọi là định luật thắm Darcy:

Những thành tựu nỗi bật về lý thuyết thắm đã được công bố trong các tác

phẩm của lucovxki(1898), Pavlovxki(1922), Đồng góp vào sự phát triển phương

phip thủy lực trong lý thuyết thẩm có công của Duypuy, Côzeny, Aravin, Numerov,

Ughintrux, Trugaev và nhiễu nhà khoa học khác, Việc giải bài toán thắm bằng.phương pháp thủy lực đã đạt được kết quả phong phú ch các sơ đổ bai toần phẳngcủa thắm có áp Với bài toán thắm không có áp mới chỉ giải quyết được cho một số.

sơ đồ đơn giản

Neiy nay, với sự phát triển mạnh m của các phương pháp số và công cụ

máy tinh, nói chung cổ thể giải được bài toán thấm với biên bắt kỳ cho bai toán

phẳng và bài toán không gian, thấm ôn định và không ôn định.

1.4 Những nhân tố co bản ảnh hưởng đến dong thấm dưới đáy móng công trìnhMột trong những vấn đề quan trong nhất cin phải giải quyết khi thiết kế

công trình thủy lợi là dự báo chế độ của hệ thống công trinh ~ nén, Sự phúc tạp của

bài oán này được thể hiện ở chỗ: cần phải tính đến hằng loạt các yếu tổ tác động

như: địa nh, các điều kiện địa chất công tinh; các đặc thả kết cấu cia công trìnhcũng như các biện pháp và kết cầu chống thắm ở thân và nỀn công trình; khả năngdao động mực nước ở thượng hạ lưu Độ chính xác trong xác định các tính chất

thắm của các loại dit ở hân và nền của đập đắt Mặc dù, đã có nhiễu thành tru ve

phát triển các phương pháp và phương tiện kỹ thuật nhằm xác định các tính chất cơ.

lý của đất, trong nền có kết cấu dia tng phức tạp, giá trị tính toán các thông, số củadng thắm phụ thuộc vào sự trơng tác của các hệ số thắm giữa các lớp đắt nỀn Việchoàn thiện nghiên cứu thắm trong nền công trinh cin gắn với việc cải hiện phươngchất đất

pháp khảo sát địa chất công trình nói chung và trong việc xác định các

nói riêng

1-§ Các mô hình tính toán thấm dưới đáy móng công trình

1.51 Tinh thắm bằng phương pháp

1.3.1.1 Phương pháp cơ lọc chất lăng

Phương pháp này do Viện sĩ NN Pavlôpxki khởi xưởng và đã đạt được lời

giải chính xác cho một số bài toán thắm cỏ biên đơn giản.

“Trong bài toán thắm phẳng, gọi h là him số cật nước thắm, ta cỏ

h=hứ.y) ayTrong môi trường thắm với các gid thiết đã nêu ở phần trên phương trình vi

phân cơ bản của dng thắm là

oh

Véi công cụ toần học là các him giải tích một biển phức z= x + iy tác giả4a tìm được thể vị phức của dng thắm trong một số bài toán đơn giản Chuyểnđộng của dòng thắm được mô tả bởi lưới thắm gồm 2 họ đường:

= Đường đẳng thể, gọi tit i đường th, là tập hợp các điểm có cùng cột nước

hth = cons

- Đường ding là quỹ đạo chuyển động của một hat nước trong miễn thắm.1.5.1.2 Phương pháp cơ học chất lông gần đúng

Véi các đường viễn thắm phức tạp cổ 2, 3 hay nhiều hàng cử, Pavlôpxki đã

dùng phương pháp phân đoạn để giải gần đúng bai toán thấm Sau đó Trugaep đã

phút triển thành phương pháp hệ số sức kháng, đưa ra các công thức giải tích để tính

hệ số sức khg cho từng đoạn Viện st Lavrenchiep đề xuắt phương pháp biển đổi

các cit, dẫn đến các bảng tra để xác định áp lực thấm tại các điểm đặc trưng của

đường viên thắm

1.5.1.3 Phong pháp lệ đường thẳng

Vài nét lich sử: Khi phương pháp cơ học chit lóng chưa phát triển ti ngườita đã dùng phương pháp tỷ lệ đường thing (TLDT) dé giải các bài toán thắm qua

công trình Phương pháp này do Blai đẻ xướng dựa trên các tài liệu quan trắc từ.

các công trình thực t8 Ông cho ring doe theo tia ding đầu tiên (đường viễn thắm

của công trình), độ đốc thuỷ lực không thay đổi, không phụ thuộc vào hình dang

của đường vin thắm (có cit hay không có cử) Từ giả thiết này, có thể vẽ được biểu,

đồ áp lục thắm lên đầy công tình, nh được gradien và lưu tốc thấm bình quản

trong toàn miễn thắm,

“Trong quá trình giải bài toán thắm, đựa vào sự quan tric tỷ mi hơn quá trìnhtốn thất cột nước thắm dọc theo đường dòng đầu tiên, Len đã phát hiện ra rằng trên

những đoạn đường viền thẳng đứng, mức độ tiêu hao cột nước thắm kim hơn so vớiđoạn đường viền nằm ngang Từ đó Len đã đề xuất việc cải tiền phương pháp của

lai đ các kết quả thu được phủ hop với thực té hon

Ngày nay mặc dù đã có nhiều phương pháp hiện đại đ tính thắm, nhưng

phương pháp TLDT vẫn còn đượcï dung trong những trường hợp sau:

- Đổi với các công trình nh, ting thấm móng, đường thắm đơn giảm

giải theo phương pháp TLĐT cho kết quả chính xác theo yêu cầu ky thuật.

~ Đối với các công trình lớn: thường dùng phương pháp TLĐT để sơ bộ kiểm.

tra chiều đài đường viễn thắm tước khi di vào tính toắn theo các phương pháp

Trong môi trường đồng nhất, đẳng hướng, lưới thắm được hình thành bởi hai.

họ đường cong trực giao nhau.ác đường cong này thé hiện hình ảnh chuyển động

của các hạt nước trong môi trường thắm.

- Đường dong: biểu diễn quỹ đạo của các phần tir nước chuyển động trongmiễn thắm;

- Đường thé (gọi tắt của đường đẳng thé hay đường đẳng cột nước): tập hợp

các điểm có cũng cột nước thấm

“Trên hình 2-7a thé hiện một lưới thắm đã vẽ xong, trong đó đường viễn thấm.dưới diy công trình là đường ding đầu tiên (A-M): mặt ting không thắm là đườngdong cudi cùng (I-I) Đường đáy sông (kênh) phía thượng lưu (OA) là đường thế.

đầu tiêm đường đáy thoát nước ở hạ lưu (MN) là đường thé cỗi cũng Phin miễn

thắm giữa 2 đường đồng kể nhau gọi fa ông dòng: phần min thắm giữa 2 đường thểkể nhau gọi là đãi thể

Lưới thắm chi phụ thuộc vào dạng hình học của miễn thắm ma không phụ

thuộc vào bg số thắm, cột nước, chiều dng thắm, và ích thước uyệt đối của côngtrình

1.5.2.2 Các phương pháp xây dựng tưới thắm

Để xây dụng lưới thắm, có thé sir dụng các phương pháp khác nhau

3) Phương pháp giải tích: Viết phương trình họ đường dòng, đường thé, như

đã nêu ở mục trên Phương pháp này chi áp dụng được một số sơ đỗ miễn thắm don

giản nhất,

5) Phương pháp thí nghiệm tương tự điện (EGDA)

Phuong pháp này dựa trên cơ sở tương tự về hình thức giữa phương trình mô.tả đồng thấm và phương trinh đồng điện trong môi trường dẫn điện Viện sĩ

Pavldpwki đã nghiền cứu ding máy EGDA dé vẽ lưới thim cho các dạng miễn thắm

khác nhau Phương pháp này cỏ ưu điểm là bảo đảm mức chính xác cao, giải đượccác trường hop miễn thắm phức tạp, môi trường thắm không đồng nhất, không đẳnghướng, và các bài toán thắm không gian.

6) Phương pháp thí nghiệm trên mô hình khe hep: Dựa trên sự tương tự vềhình thức giữa phương trình mô tả đồng thắm trong môi trường thắm với phương,

trình mô tả đồng chảy ting của chất long nhớt trong một khe hep giữa 2 tắm kính,Aravin đã thiế lập được các biểu thức tương quan giữa 2 loại chuyển động này.

Trong thí nghiệm, dùng các tia miu để đánh dấu đường dòng và dùng suy diễn

(theo tính chất trực giao của lưới thấm) để vẽ họ đường thế,

Do những khó khăn về kỹ thuật thực hành, phương pháp mô hình khe hẹp

còn chưa được ứng dụng rộng rãi

4) Phương pháp vẽ lưới bằng tay: Dựa vào các đặc điểm của lưới thấm như

đã mô tì ở mục 1, có thể vẽ được lưới thắm bằng tay cho những miỄn thắm phẳng,đồng nhất ding hướng Cách thức thực hiện là vẽ và sửa din cho đến khi đạt đượcmột lưới thẩm trực giao có các mắt lưới hình vuông cong Mức độ chính xác của

phương pháp phụ thuộc vào trinh độ và inh nghiệm của người vẽ, nồi chung có thể

đạt được độ chính xác yêu cầu của bài toán kỹ thuật.

15.3 Tinh thắm bằng phương pháp số

Xuất phát từ phương trình cơ bản và các điều kiện biên, có thể sử dụng cácphương pháp số để tìm các đặc trưng của đồng thẩm Thường sử dụng 2 phương

pháp chính là phương pháp sai phân và phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH).

1.3.31 Phương pháp sai phâm

Miễn thắm được chia thành những 6 hình chữ nhật cổ kích thước các ô lưới

bằng nhau a x b như hình 1.2.

al yep›

Hình 1.2: Sơ đồ lưới sai phản

Các đại lượng vi phân dh, dx, dy được chuyển thành những đại lượng sai

phân tương ứng 2h, @x, dy Những đạo him riêng cấp một và cấp haiah ch êh ch

Trong dé x, y là tọa độ của điểm nút cần xét thuộc lưới.

Việc tìm nghiệm của phương trình 8h = 0 chuyển thành việc giải một hệ

phương trinh đại số tuyểntính để tim các giá thx, y tai những điểm nút

Phuong pháp sai phân tuy đơn giản nhưng ít được dùng để giải các bài toán

thắm có điều kiện biên phức tạp do những nhược điểm về

1.5.2.2 Phương pháp phần từ hiểu han

5 thuật chia lưới.

Theo phương pháp nay, miễn thấm

được chia thành những hình tam giác có

kích thước và hình dạng khác nhau phủ hợp

với các biên va tính chất của dòng thắm &các khu vực khác nhau (khu vực có cường

độ thắm mạnh thi chi thành các phần ừ có

kích thước nhỏ và ngược la),

“Trong bài toán thắm phẳng, én định, Hình 1.3: Sơ đỗ phẩncột nước híx,y) tại một điểm bit kỷ được giác

xác định khi biết giá trị cột nước h tại 3đình jm của phần t (hình L2)

Với sự hỗ tro của mấy tính điện tứ, phương pháp phần từ hữu hạn đã trở

thành thông dạng và là một công cụ mạnh để giải các loại bài toán thắm khác nhaư

có áp và không áp, ôn định và không ôn định, phẳng và không gian

"Nội dụng và quy mô, àhung vA aus trịhợp Chủ đầu

TT | Tên công trình thông số kỹ à P

Khoan phut xử lý nền, Bạn

(Lim Đẳng)

WiC’ Giy thân đập, chiéu sâu 660 1998 | 2000 Quảng

(Bình Thuận) khoan<25m DATL4IS

Khoan phul to ming

Côngthhồ chốngthắm giacố& :

chứa nước Tin Khoantigu nude nin dip; “

3395 | 1999) 2000, QuảnGiang (Ninh khoanphutdicip7-E

h DATLAIS

Côngmìhhồ | Khoanphwchỗngthẩm Bạn4 | chứanmớc Sông giacd nin dipkhoangua | 586 | 2002| 2003 Quảng

lồng Sông — đá,chiềusâukhoan<30m DATLAISKhoan phụt xử lý

Công trình ins

lông mọc | DâmKhamphdgmdi Sởcấp 120 /2002| 2002 NN&PTNTEAKAO a

h ; chiêu su tinhÐík Lik

(Đất Lik)

Công trình Hồi ue Ban

đập; Khoan phyt qua đắt đã

7 | chứa nước Buôn ren 2002 | 2003 Quảng

loong(Đắt Lik) _- DATL413

sh khoan <20m,

Khoan phụ xử lý chống 5

Công tình Bak ( thim dp chinh; Khoan qua

3 | ON ee nat) gas | 2003| 2003 Quảng

Lô(Đẩk Lik) dit, dé clp 46; chidusin

DATLAISKhoan 20m

Khoan phụt ching thm &

Công trình thủy có nền đập; kh \ Ban Quản l

điện Quảng Trị, đãcấp7-S;chiềusâu hoan DATP2

Khoan phụt công dẫn dong;

Khoan gua bể lông, đã cấp

-Công trinh thủy a me Ge Ban

- ` Khoan phyt gia cổ hành lang Công ty

12 | chứa Định Bình( 13091 | 2005 | 2006 Quản lý.

qua dé cấp T8;chiu sâu

Bình Định) DATL4I0khoan <30m

liệ Chiểu Chiều huh Biên pháp đã

TT Tênđập Nước làm cao | dai ¿ se psp

may tricduge | sir dungwim my

6 | Caldeirao |Bmán |CL |22 1957 Phụt vừaThắm quá

Xuất hiện :Lắp vết nit,

l4 Kibam 51 8251981 Khảo sắt,

Africa nước đục phụt vữa

Ha mựcLiuet Great :

manh, nút

Nit, chuyển vị

19 ShelOil USA JSM (14 - 114 1954| ngàng, Lắp hồ sụtthắm mạnh

Kết luận chương 1

Khi xây dựng các công trình trên nền thắm nước, nếu tạo ra sự chênh lệch cột

nước giữa thượng hạ lưu công trình thì khả năng sẽ tạo ra dòng thấm Khi có dòng:

thắm qua công trình sẽ làm cho hỗ mắt nước thượng lu và đồng thắm có thể gây nênmất ồn định công trình; dòng thắm mạnh hay yếu phụ thuộc chủ yêu vào tính chất cơlý của nền, loi đất đá, mức độ phong hỏa độ chênh cột nước và chiều di đườngthắm (), Để tính toán mức độ thắm nước dưới đấy công trình có nhiều phương pháp,la chọn phương pháp nio cần phải phân tích điều kiện thưc tẾ và yêu cầu kết quảcao hay thip Két quá tính toán là những số iệu ban đầu để đảnh gi khả năng mắt

nước của nền công trình và giải pháp xử lý chồng thắm cho nền Trong thực tẾ ngoài

kết quả tính toán cần phải tiến hành ép nước thí nghiệm ngoài hiện trường để đánhgiá mức độ chống thắm của nền công trình,

CHƯƠNG 2

NHUNG GIẢI PHÁP CƠ BẢN XỬ LÝ CHÓNG THÁM CHO NI

3.1 Mỡ đầu

Đổi với công trình thủy lợi, sức phá hoại của tự nhiên là một yếu tổ thường.

xuyên tổn tại Cho đến nay, toàn bộ lý luận va kinh nghiệm ma loài người đã tích lũy,

được trong thực tiễn tuy đã có thé hạn chế được khả năng phá hoại công trình trongmột phạm vi nhất định nhưng vẫn không thể xóa bỏ trit để được khả năng này

Trong các yếu tổ tự nhiên uy hiép an toàn của công trình thủy lợi thi yếu tổchủ yếu là điễu kiện thủy văn, thủy lực và dia chit, Ngoài ra các yếu tổ do con

người gây ra như công tác khảo sát, thikế, thi công, vận hành và quản lý công,

trình không hợp lý hay không đảm bio đúng yêu cầu kỹ thuật, hay cả những tácđộng phá hại môi trường như đốt phá 1g bùa bãi, việc đô thị hóa làm giảm diện

tích lớp phủ thực vật dẫn đến thay đổi môi trường tự nhiên làm thay đổi điều kiện

khí hậu, chế độ thay van, thủy lực của các lưu vực sông, v.v citự gy rũ nhữngthảm họa, những sự cổ công trình thủy lợi không chỉ thệt hại vỀ của cải vat chất mà

nhiều khi tôn thất về nhân mang cũng rit nghiêm trọng

“Các nguyên nhân gây sự cố ở các đập có thé phân theo nhóm chủ yếu:

« Nguyên nhân đo yếu tổ tự nhiên (địa chất, mưa bảo, lũ + Nguyên nhân do yếu tổ khảo sát, thế kế

+ Nguyễn nhân do yếu tổ thi công

+ Nguyễn nhân do yếu tổ quản lý, vận hành

Do đặc thủ của đập đất có thể xây dựng trên nhiều loại nỄn, dễ thích ứng vớiđộ lún của nền tin dung được vật liệu địa phương, giảm giá thành, thi công đơngiản nên ngày cảng được phổ biển rộng ri ở nước ta cũng như trên thể giới Tuy

nhiên cũng có không it số lượng đập đất được xây đựng trên nền đất yếu (vỀ cườngđộ hoặc khả năng chống thắm hoặc cả hai) và trong quả trnh triển khai xây dựngmột công trình đập đắt nào đó từ khâu khảo sát đến thiết

hành, do nhiều nguyên nhân khác nhau mã không đánh gi đăng thực trạng địa chất

thí công và quản lý vận

- Khoan phụt vữa xi mang ;

- Phương pháp tạo hào chống thắm bằng vật liệu ~ Xi mãng- Bentdmite;- Các giải pháp kết hợp,

2.2 Đặc điểm và phân loại nền đập

Nén đập đất phải bảo đảm các yêu cầu cơ bản sau đây:- Đủ cường độ chẳng cất:

~ Chịu tải tốt;- Íthắm nước

Nền có cường độ chống cắt nhỏ dễ gây mắt ôn định cho thân đập Nếu sức chịutải kém nén sẽ lần nhiễu và lún không đều Nén thắm nước mạnh sẽ iêu hao quả

nhiều nước làm giảm hiệu ich của hd, mặt khác có thể gây x6i ngầm và diy trồi đất

Dựa vào địa chất người ta phân nền thành 4 loại:

- Nền đã hoặc nỀn đá có lớp phủ không dây;

= Nền söi, cuội rất dày thắm nước mạnh;

những nguyên nhân phá hoại đập Do dé phải dựa vào các tính chất cơ lý của nền để

thiết kế mặt cắt đập, Bắt kỳ : có thể dip đập một cách an toàn

nếu biết xử lý tốt Trên nỀn bùn ad, cường độ chống cất nhỏ, khả năng thst nướckén, có thể dip đập cao 20 - 30m,

Vấn đề thắm nước qua thân đập, biện pháp phòng chống thắm, cấu tạ thân đậpén định của mái và giá thành công tinh đều liên quan với nền tốt hay xu Bởi vậy

phải coi trọng việc lựa chọn và xử lý nén đập đắt.

2.3 Đặc điểm và phân loại các phương pháp nhằm tăng én định nền nền2.3.1 Nhâm làm chặt đất trên mặt bằng cơ học

Là một trong những phương pháp cổ điển nhất, đã được sử dung từ law trên

thé giới Bản chất của phương pháp là dùng các thiết bị cơ giới như xe lu, máy dim,búa rung âm chặt đất Các yếu tổ chính làm ảnh hướng đến khả năng đầm chặt

của đất gồm: độ 4m, công đầm, thành phần hạt, thành phần khoáng hoá, nhiệt đội

của đất và phương thức tác dụng của tải trọng Để làm chặt đất edn phải xác định

thé tích khô lớn nhất

urge độ âm tốt nhất ứng với giá tị khối lượng

Do được làm chặt, các chỉ tiêu về độ bền của đất tăng lên đáng kể, tính biến

dạng và tinh thắm giảm di, Hiện nay phương pháp này được sử dung rộng rãi trongxây dung đường giao thông, sân bay, các công trình thủy lợi va trong xây dựng dândụng, công nghiệp Có một số phương pháp lim chặt đất bằng cơ học như sau:

+ Lâm chặt đắt bằng đầm rơi:

Ban chất của phương pháp là ding dim roi bằng vật nặng làm chặt đất Vậtđầm thường làm bằng bê tông cốt thép hoặc bằng gang, có khối lượng từ 2 đến 4 tdcho rơi từ độ cao 4 + Sm, Chiều day nén chat của đất phụ thuộc vào đường kính, khốilượng và chiều cao rơi của vật dim cũng như tính chất của đất Thông thường, độchặt của đất tăng lên ở các lớp trên mặt và giảm đi ở những lớp phía dud.

+ Lim chặt đắt bằng đẳm lan

Bản chất của phương pháp là ding dim lăn, xe lu để làm chặt đất Phương

pháp này thường được sit đụng khi lâm đường giao thông Tuy thuộc trọng lượng xe

lu và số lần đầm ma chiều sâu kim chặt có thể đạt đến 0,5 + 0,6 m Khi dùng dim

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

thi KI ối lượng thé tích của đắt giảm theo chiều sâu, chất lượng đầm không

Vi vay đối với các công trình dip đắt lớn dùng dim mặt nhẫn không hiệu qua Đối

i dùng đầm kin chân dé mang lại hiệu qua cao hơn,

với các loại đắt dính dạng cục t

banh xe, tải trong xe, vận tốc di chuyên của xe cũng như độ âm và cấu tạo của đất.

Mun đắt được dim chặt như nhau ở mọi noi thi yêu cầu tải trọng dim phải phân bổ

cđều lên các bánh xe, không phụ thuộc vào độ gỗ ghé của mặt đất và sức chịu tải củatại các vị

+ Lam chặt bằng đầm rụng:

Phuong pháp làm chặt đắt bằng đầm rung chủ yếu dùng để nén chặt đất cát

Nếu hàm lượng hat sét trong đắt nhỏ hơn 6% thi hiệu qua nén chặt thường gắp 4+ 5so với các phương pháp dim nén khác, Bản chất của phương pháp là dùng các chấnđộng tạo ra các dao động liên tục có tin số cao và biên độ nhỏ, làm cho tinh toàn

khi của đất bị phá hoa, các het cát di chuyển đến chỗ trồng giữa các hạt có kích

thước lớn hơn Tác dung của dim rung lớn nhất khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng

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

03 đến

Chiều dây lớp đất được làm chặt bằng dim rung thường thay d1,5 m, đôi khi đến 2 m.

2.3.2, Nhâm làm chặt đắt dưới sâu bằng chắn động và thuỷ chấn

Khi đt cất hoặc đất đắp có chiều sâu phân bổ lớn thường dũng phương phápchắn động hoặc thủy chin để nén chặt.

+ Nén chặt đắt bằng chấn động

DE nén chặt đất cát ở dưới sâu người ta thường dùng các loại đầm chuỷ có.tin số 2900 + 3000 vòng phút Các yếu tổ ảnh hưởng đến hiệu qin nén chat đất làgia tốc chấn động, độ âm của dit, khoảng cách giữa các vị tí dim, tính đàn h

đất và bán kinh máy chấn động, Khi làm chat đắt cát ở độ sâu nhỏ hơn 3 m thi bin

kính làm chặt có thé đạt 1,5 m Khi bán kính máy chấn động tăng thì gia tốc chấn.

động và hệ số nén chất chẩn động cũng tang lên+ Nén chặt đất bằng thủy chắn.

Khi lớp cát cin nón chặt có chiều diy lớn thi người ta dũng phương pháp

thủy chấn Bản chất của phương pháp là vừa phun nước vừa tạo chấn động tác dụng.vào đất cát, Khi đó lực đỉnh giữa các hạt giảm di, các hạt lớn sẽ lắng xuống còn các

hạt nhỏ sẽ nỗi lên, hình thả h chuyển động xoắn ốc làm phát sinh cắp phối mới vànhư vậy sẽ hình thành cấp phối tốt nhất của đất ở trạng thai nén chặt

ĐỂ thi công nén chặt đất bằng phương pháp thủy chấn, người ta đóng vào

trong đắt những ống thép đường kính 19 + 25mm và có đầu nhọn, phần dng dưới

dài khoảng 50 + 60em, có đục lỗ xung quanh với đường kính 5 + 6mm, Lợi đụngsức nước cao ấp để đưa ông thép và máy chắn động đến độ sẫu thiết kế và cho máychin động làm việc nén chặt dit từ dưới lên trên, n i đoạn làm chặt thường từ 30 +

40cm trong khoảng thời gian 40 + 120 giây Sau khi làm chặt được lớp đất thứ nhất

thì lại nâng máy đầm lên làm chặt lớp đất thứ 2 và cứ làm như vậy làm chặt cho đến

khi lên mặt đắt

2.3.3 Nhóm gia cô nền bằng thiết bị tiêu nước thing đứng.

Đôi với các nền đất sét yếu, do hệ số thắm của đốt sét rất nhỏ nên qua trình

cố kết của đắt nin ở điều kiện bình thường cần rất nhiều thời gian Trong khi đó hẳuhết các công trình xây dựng lại đòi hoi tốc độ thi công nhanh, đảm bảo tiến độ yêu.cầu Do vậy, người ta thường dùng các thiết bị tiêu nước thẳng đứng kết hợp với giatải đ làm tăng nhanh tốc độ cổ kết của đắt nền Thi bị tiêu nước thẳng đứng gdm

nhiều loại khác nhau Nguyên lý làm việc của các loại này lả, đưới tác dụng của tảitrọng ngoài, trong đất sẽ xuất hiện gradient thủy lực làm cho nước lỗ rỗng thoát ra

theo phương ngang về phía các thiết bị tiêu nước, sau đó chảy tự do theo phương

đọc theo các thiết bị để thoát nước lên mặt đất Như vậy, việc đặt các thiết bị tiêunước thẳng đứng trong nền đất có tác dụng rút ngắn chiều dài đường thắm và dẫnđến giảm thời gian hoàn thành cổ kết Các công nghệ gia cổ bằng tiêu nước thẳngđứng bao gồm:

+ Gia cổ nên bằng cọc cắt, giéng cắt:

Giếng cát và cọc cát được sử dụng rộng rãi để tăng nhanh qúa trình

của dit nền, làm cho đất nền có khả năng biển dạng đều và nhanh chóng đạt đến

giới hạn ôn định về lún Tay thuộc vào đặc điểm công trình xây dựng và cấu trúcmà người ta dùng cọc cát hay giếng cát

Giếng cát đóng vai trò thoát nước là chính nên gia cố nền bằng giếng cát

thười tự di kèm với biện pháp gia tải để thoát nước nhanh,

Khi gia cố nên bằng cọc cát thì cọc cát vừa có tác dụng nén chặt vừa có tácdạng thay thé đắt nên, do phần lớn độ lún của nên đất kết thúc trong gia trình thicông, vì thể có thể xây đụng công trình ngay mà không phải doi thai gian cổ kết nền.

+ Gia cổ nền bằng bắc thắm và cúc thi bị tiêu nước chế tạo sẵn (PY)

Bắc thắm là thiết bị tiêu nước thẳng đứng chế tạo sẵn, gồm nhiều loại, chiều

rộng thường 100 + 200mm, day 3 + 5 mm Lôi của bắc thắm là một băng chất déo.

được bọc bởi lớp vai địa kỹ thuật polyeste không dệt, bằng vai địa cơ propylenehoặc giấy tổng hợp có nhiều rãnh nhỏ để đưa nước lên cao nhờ mao dẫn Để cắm

bắc thấm vào dit nền dit người ta dùng một máy chuyên dung tự hành Sau khi thi

công bắc thấm, người ta cũng tiến hành gia tải nén trước giống như đối với giếng

cát, BE nước thoát ra dB ding từ đầu bắc thắm người ta thường phủ lên phía trênmặt lớp đất yêu một lớp vai địa kỹ thuật và trên lớp vai địa kỹ thuật dip một lớp cát

hat to lầm lớp thắm nước.

2.3.4 Phương pháp gia cé nền bằng năng lượng nỗ

Phương pháp này cũng đã được sử dụng từ lâu trên thể giới Bản chất củaphương pháp này là dùng năng lượng của sống nỗ để nén chặt đất Người ta bổ trícác quả min dai trong các giéng, phân bố theo mạng lưới tam giác đều và sâu hếtchiều day lớp đắt yếu Phía trên các gia min người ta dé cất thanh đồng hoặc đặt

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

xung quanh, cat sẽ rơi xuống lắpiy vio giếng vừa được tạo ra Sau đó, người ta

tiếp tục đồ thêm cát vào giếng và dim tới độ chặt yêu cầu.

2.3.3 Gia cb nên bằng vải dja kỹ thuật

“Trong những năm gin đây, vai địa kỹ thuật đã được ứng dụng rộng rãi ởnước ta, nhất là trong gia cổ nén đường giao thông Tay theo mục đích sử đụng, vải

địa kỹ thuật có thể được sử dụng để: (1) Lam chức năng như mặt phân cách nước.

(2) Làm chức năng như vật liệu tiêu nước Ngoài ra vải địa kỹ thuật cỏn dùng đểchống xói môn, bảo vệ bi

lóm gia cố nền bằng chất két dính:

các vật liệu kết dính

Bản chất của các phương pháp nay là đưa vào nền

như ximdng, vôi, bium dhằm tạ ra các lên kết mới ben vững hơn nhờ các quáhoá lý và hoá học diễn ra trong đắt, dẫn đến làm thay đổi tỉnh chất cơ lý của

đất nỄn Ty vat liệu đưa vào mà có những công nghệ như sau:

+ Giá cổ nền bằng phương pháp trộ với

Khi trộn vôi vào đất, vôi có tác dụng hút âm làm giảm độ âm của đắt và dongai tr là chất kết nh iên kết các hạt dt Khi tác dụng với nước, vôi chưa tôi có khả

năng ngưng kết và đông cứng nhanh trong vòng 5 đến 10 phút Qúa trình hydrit hoá

vôi chưa ôi cổ khả năng bắp thụ một khối lượng nước lớn (32 đến 100% khối lượngban đầu) nên nhanh chóng làm nền đắt khô ráo, din đến dat nền được nén chặt.

Dé gia cổ nbn dit yếu ở dưới sâu người ta sử dụng cọc vôi hoặc cọc dit vôi

Voi te dụng với nước sẽ tăng th tích nn tiết diện cúc cọc vôi sẽ wing lên làm tăng độ

chặt của nền Ngoài ra các tác động của vật lý và hôn học sẽ làm tăng độ bin én, lực

dinh và góc ma sắt rong làm cho sức chịu tải tổng hợp của khối đắt g cổ tăng lên.

+ Gia cổ nén bằng phương pháp trộn ximang

Khi trộn ximäng vào đt sẽ xảy ra ia trình kiềm và sau đó là quả trình thứsinh Quá tình kiềm là quá trình thủy phân và hydrit hóa ximang, được coi là quá

trình hình thành nên độ bin của đất gia cổ, Qi trinh kiểm sẽ tạo ra một lượng lớn

hydroxit eanxi lâm ting độ pH của nước lỗ rỗng trong đất, tạo điều kiện thúc dy

qúa trình thứ sinh Ở điều kiện bình thường, các khoáng vật sét có thành phần hoá

học chính là các ôxit nhôm và silc khá bền vững, khó bị hòa tan, song trong môitrường kiểm có độ pH cao, chúng dễ bị hoà tan dẫn đến sự phá hủy của khoáng vật

Các 6 xit nhôm và slie ở dang hòa tan tạo nên một phần vật liệu đông cứng và làmtăng cường độ của hỗn hop đất ximăng Quả trình thứ sinh xảy ra châm chap trong

một thời gian đài

+ Gia cổ nén bằng phương pháp trộn bi tum.

Bitum là chất kết dinh hữu cơ gồm các chất cácbuahydro khác nhau và cácdẫn xuất không kim loại như ô xy, lưu huỳnh và nit.

Khi trộn bitum vào dit, bitum có tác dụng chủ yếu với các hat sét, còn các

hat bụi và hạt cất nhờ có bitum mà được dinh kết, tích tụ lại đưới dạng 6 hoặc thấu

kinh với hình dạng và kích thước khác nhau Bitum tác dụng với hạt st tạo thành

:ó khả năng gắn chặt các hại, kết quả lànhận được vật igu mới di btum itn kếtbởi mảng đàn hồ vật chất ø

hỗn hợp hấp phụ lẫn nhau, có tính đàn hỗ

- bium, én

định đối với nước Phương pháp gia cổ đất bằng bitum thường được sử dụng nền

đường giao thông cô chiễu diy gi cổ nhỏ.

+ Gia cổ nền bằng keo poline tổng hop:

Các chit polime tổng hợp không có sẵn trong thiên nhiên mà được tổng hợp

nhiều khâu, nỗi với nhau

trúc thẳng, phân nhánh và

mạng 3 chiều Keo polyme tổng hợp có tính bim dinh cao, thôi gian đông cứng

từ dầu mỏ, khí đốt, than đá Phân tir của chúng gồm

bởi liên hóa học, tạo nên những chuỗi xich có

nhanh Khi cho keo vào đắt các qua trình hoá lý, vật lý và hoá học phức tạp giữa các.

hat đắt và keo, tạo thành chuỗi xích thing đi xuyên qua khối đt, hình thành bộkhung không gian bao bọc các hat dit hoặc tiép xúc các hạt đất, tạo nên cấu trúckhông gian thống nhất với polime Keo polime tổng hợp thường được sử dựng đểgia cổ nền hay làm mồng hay mat đường giao thông với đắt không chứa cacbonat

và có độ pH nhỏ hơn 7

+ Gia cổ nền bằng dung dịch vita ximăng

Bản chất của phương pháp là phun vào lỗ rỗng của đất đá một lượng vữaxùmăng cần thiết để sau khi đồng cúng, lầm giảm tính thắm và tăng sức chịu tải củanên Phương phip này được sử đụng rộng rãi đối với các công trình thủy lợi, thíchhợp với các loại cát, đất sỏi và các loại nén đá nút nẻ, đặc biệt hiệu qửa khi kích.

thước khe nút > 0,15 mm, tốc độ thẩm > SOm/ngd nhưng không vượt quả

+ Gia cổ nên bằng phut dung dịch Silicát:

"Nếu nên dit và nỀn đá có độ rổng và khe nứt nhỏ không thể sử đụng phương

pháp phụt vữa ximiing thi người ta dùng phương pháp bơm hóa chit để gia cố Chất

hóa học thường ding là mat silicat (thủy tỉnh long - Na,O,Si0,) và camxi clorua

(CaCl;) Phương pháp này sử dụng thích hợp nhất khi đất nén là:= Cit khô và bão ha nước, có hệ sổ thắm từ 2 đến 80 ming

= Cất nhỏ và cất bụi, có hệ số thắm từ 0,5 đến 5 ing

at hoàng thé có hệ số thẩm từ 0,1 đến 2m/ngd.

Trường hợp đắt có thắm ớt các loại dầu mỡ, tap chất của dầu hỏa hoặc khỉnước ngắm có độ pH > 9 thì không sử dụng được phương pháp này.

+ Gia cổ nền bằng phương pháp ph nhựa btu:

Phương pháp phut nhựa bitum sử dụng thích hợp trên các nền đá dam, cội.

si hoặc trong nén đã cỏ nhiều khe nứt, Hiện nay, trên thể giới người ta thường dũng

hai phương pháp phụt nhựa bitum: phụt nhựa bitum nồng và phụt nhựa bitum lạnh,

~ Phương pháp phụt nhựa bitum nóng ding thích hợp trong đá cứng nứt nẻ,

hang hée và trong cuội sôi Nội dung của phương pháp là phụt nhựa bitum lòng quanhững lỗ khoan hoặc ống phụt vào trong lỗ rỗng của nền hoặc khe nứt Nhược điểm.của phương pháp này là thiết bị th công công kềnh, phức tạp, nhựa bitum sau khỉ

lamb thể tích bị giảm nên dễ gây ra biến dạng.

= Phương pháp phụt nhựa bi tum lạnh, côn gọi là phương phip phụt nhữ

tương bỉ tum, ding để gia cổ nỀn đất cát và đá gốc có khe nứt nhỏ Thường dingnhũ tương bitum lông gồm 65% bitum, 35 + 40% nước và chất gây ra nhũ tương.

Bản chất của phương pháp là cắm vào đất dinh bão hòa nước bai điện cực,cực dương lä thanh kim loại, cực âm là ống kim loại có nhiều lỗ nhỏ Sau khi cho.

dòng điện một chiều chạy qua, các hạt đắt sẽ dich chuyển về phia cục dương còn

nước tong dit sé dich chuyển về phía cực âm Bổ ti thiết bj thoát nước v8 phía cựcâm thì hong nước sẽ thoát ra ding kể, làm tăng nhanh tốc độ cố kết, hạ thấp mựcnước ng,

+ Gia cổ nén bằng phương pháp điện hod hoe

Phương pháp này dựa vào nguyên lý điện thắm, chỉ khác là người ta đưa vào

cất qua cực đương các dung địch hoá học như canxi clorua, natri silicat để khi cóđôi diện chạy qua, các điện cục sẽ bị phi hủy và các sản phẩm phá hãy liên kếtvới các hạt sét kim cho khối đắt trở nên cứng lại và nước sẽ được thai ra ở cục âmNếu đất có hàm lượng muỗi lớn thì hiệu qủa của phương pháp này sẽ cao.

+ Gia cổ nền bằng phương pháp nhiệt:

Bin chất của phương pháp lading nhiệt độ cao để gia cổ đất bằng cách: Phụt

qua lỗ khoan vào trong đắt không khí nóng có nhiệt dộ 600 + 800°C hoặc đưa nhiên.liệu chấy vào trong đắt qua lỗ khoan và đốt ở nhiệt độ 1000 + 1100).

Phương pháp này yêu cầu thiết bị và công nghệ thi công phúc tạp, chỉ phí lớn

nên it được ứng dụng

2.4 Yêu cầu xử lý chống thắm cho nền đập

Trước khi đắp đập phải dọn lớp matting phong hoá, lớp thực vật vi lớp đất mặt

có kh năng sinh thẩm tập trung và sin trượt như: ting cát min mông, bản loãng có

lẫn đá dăm, v.v Thông thường phải bóc một lớp dày 0,3- Im trên mặt nn,phải đào đế:

đập Vì yêu cầu chống thắm tập trung, nên sau khi don nén chỉ cho phép dip

tầng đá thi mặt tang đá cần được dọn sạch, sau đó mới đắp.đập trực tiếp nếu đất thân đập và nên đập giống nhau (hình 2 1s) Nếu hai loạiđất d6 khác nhau, cần làm các chân răng (bình 2 Ib) Khi dip đập đất trên nền

đá có thể xây các răng bằng bétdng hoặc bing đá (hình 2.1) hoặc đùng các biện

pháp nỗi tiếp khác,

mm lại trong mọi trường hợp phải bảo đảm liên kết thật tốt thân đập với nén.

2.5 Tường chống thắm bằng tường răng kết hợp lõi giữa

Khi đập đất có lõi giữa xây dựng trên nền thấm nước và chiều dy eng thắm

nước không lớn lắm thi biện pháp chống thắm cho nén thông thường là kéo đài lôigiữa xuống tận ting không thấm:

Để tính thắm qua loại đập này có thể chia đập ra làm ba phân đoạn Đoạn II

6m li giữa và trồng răng, còn bai đạn Tv II phần đập và nền trơng ứng nằm

bên trái và bên phải nó

Hình 2.2: Sơ đô thắm qua đập có tưởng lõi + chân răng.

* Lưu lượng thấm: Dùng phương pháp phân đoạn để tính, bỏ qua ao, lưu

lượng q và các độ sâu hs, hạ trước và sau tưởng lõi xác định theo phương trình thẩm.

cho từng phân đoạn như sau

mon Ghat

+k, ab ay20 +m +08) ` "TT, +mh, + 0487

Phân đoạn Ì: ạ~

Phân đoạn Il (loi và teing):——q=K,, 22)

Phân đoạn Ill: ạ=K,, 63)

mh, +044T

* Phương trình đường bão hỏa

6 đoạn sau tường lõi, với hệ trục như trên hình 2-2 phương trình đường bao

hòa có dạng (aot) 44)* Ưu điểm

~ Vật liệu chống thắm chủ yêu bằng dat sét nên rất sẵn có, giá thành xây dựng.thấp, thiết bị thi công thông dung như máy đảo, máy lu máy ủi phương

pháp này cho hiệu qui kinh tế cao,

= Thi công t cát cuội s6i có hệ số thấm nhỏ.

~ Chống thắm theo phương pháp này cho hiệu quả tương đổi cao.

* Nhược điểm

~ Chống thắm theo phương pháp này phải th công ác loại dt giữa phần lõi và nbn

có tính chat tương tự tránh phân lớp giữa tường Wi và đắt nền gây thắm do phân lớp.~ Chỉ thi công ở nơi có dia hình xây dựng rộng

~ Không thi công được khi nền là đá lăn, đá tảng

* Phạm vi ứng dụng

~ Chống thắm cho các đập dit có nỀn thắm nước rit nông

2.6 Chống thắm bằng sin phủ

Sản trước được bổ tí ở phía thượng lưu tgp giáp với bản dy (xí dụ như trên hình

2.3) Nó có tác dụng nhiều mặt, nhưng chủ yếu là giảm lưu lượng thắm và giảm áp,Ie thắm lên bản đáy công trình.

Hinh 2.3: Bồ tr sân trước bằng đắt sát

Sân trước là biện pháp công tình thích hợp khi ting thắm dày, hoặc dia chitkhông cho phép đóng cử Kết cấu và kích thước sản trước phải thoả mãn các

yêu cầu co bản sau: ít thẳm nước, cổ tính mềm, dễ thích ứng với biến hình của nén,

dàng một loại vật liệu Sân trước có thể làm bằng đắt sốt, đắt pha sé, vải chốngthấm, bêtông átphan, bêtông thường hoặc bêtông cốt thép Loại sân bằng bêtông vàbêtông cốt thép có khi được neo chặt vào bản diy để tăng én định chốngtrượt của công trình (đối với công trình nhẹ trên nền đắt),

Các kích hước cơ bản của sân trước như sau:

2.6.1 Chiều đài

Chiều dài sân (L,) được xác định theo các yêu câu kinh tế và kỹ thuật Thường.

sơ bộ định trước L sau đồ tiến hành tỉnh toán thắm và ổn định công tình, đựa vào

các kết quả tính toán này để điều chinh lại L, cho hợp lý.

Công thức kinh nghiệm để sơ bộ định Ls như sau:

L,=G +5)H, Ø5)Trong đỏ: H - độ chênh cột nước trước và sau công trình

‘Theo Ughintrut, chiều dai tối đa của sân trước xác định như sau:

Jep - gradien thắm cho phép của vật liệu làm sản, với đất sét: Jep = 4 + 6; với0,

ng: Toy = 10

~ Theo yêu cầu thi công, cầu tạo: đối với bêt ng thường chọn t> 0.4m.

Với đất sét, ở đầu sân, ty > 0.5 + 1,0m; ở cuối sân chỗ tiếp giáp với bản diy, t„

>I ôm Khi dùng đất thị làm

Chỗ ti

in, phải tăng bề dây lên 20 = 30% so với đất sét.

giấp sân trước và bản đáy công trình phải đảm bảo chỗ

tránh dòng thắm lách qua khe tiếp xúc Thường làm mép thượng lưu bản đáy kiểuđốc nghiêng

“Trên mặt sân trước làm bằng vật liệu déotrải một lớp dit cất sôi day 10 +

15em để bảo vệ sin chống nứt nẻ và xối Đối với đập tràn ngưỡng thấp, để chốngx6i cho sân trước cần dùng lớp phủ bằng đá lit, đá xây hoặc bản bêtông, bôtông cốt

* Ưu điểm:

- Vật liêu chống thắm chủ yếu bằng đất sét nên rit sẵn có, giá thành xây dựng

thấp, thiết bị thi công thông dụng như máy dio, máy luanáy ñi vì vậy phương

pháp này cho hiệu quả kính tế cao.

~ Thi công trên nền cát cuội sỏi có hệ số thắm nhỏ.

* Nhược điểm:

-Chống thắm theo phương pháp này không tiệt để được do khi tính thắm xem

tường nghiêng và sân phủ là hoàn toàn không thắm cho nên cho kết quả chỉ là gần đúng.

~ Chi thi công ở noi có địa hình xây dựng rộng:

~ Không thi công được khi nền là đá lăn, đá tảng.

* Phạm vi ứng dụng

~ Chống thắm cho các đập đắt có nền thắm nước rất sâu hoặc vô hạn2.7 Chẳng thắm bằng eit

2.7.1 Bổ trí cừ:

Cử đồng vai trò quan trọng trong việc tiêu hao uw tầng thắm,

trong nền là đất hoặc cát sôi không day thì biện pháp chống thắm tốt nhất là đồng

cử sâu vào ting it thim từ 0.5 = 10m Nếu trong nền có kẹp một lớp đất thắm mạnh

thi edn đồng cr cắt ngang lớp đó.

Đối với nền đất không dính, tang thắm rit dày thì thường kim sân trước và đóng.

1g cit ở mép thượng lưu bản đáy (hang eit chính S2) Khi nền là cát nhỏ, có.

thể đóng thêm một hàng cử ở mép thượng lưu sân trước (S1) để giảm áp lực thắm.

lên bản day công trình Còn khi cần giảm Jra thi có thể đóng thêm một hing cử S3không sâu ở trước cửa ra Tuy nhiên, cử S3 sẽ lim tăng áp lực thắm dưới bản đáy,vì vậy độ sâu của S3 cần được luận chứng thông qua tính toán.

"Độ sâu của các hàng cử được xác định qua tính thắm và theo điều kiện thi công.

+ 30m,

Độ sâu đông cừ tôi thiu là Smi

~ Độ sâu cử chín thường khoảng S2= (06 + LOH;

~ chiều diy của ting thắm:

Lo - chiều dài hình chiều bằng của đường viễn thắm,

Hình 2.4 trình bày các sơ đồ cơ bản liên kết cử chính với công trình Sơ

đồ 2.4a là kẻm hơn cả vì đễ tạo thành 1 khe thấm nước, Sơ đồ 2.4c được sử dụngtrong trường hợp đồng ci để tăng khả năng chẳng trượt cho công trình và nền.

Hinh 2.4: Ci sơ đồ liên kết giữa cit chỉnh vớ công trình2.7.2 Cẩu to

Ci có thể làm bằng gỗ, thép hoặc bêtông cốt thép, Tuy nhiên, loại cừ gỗ ngày

nay ít được sử dụng do giá thành cao và kém bản.

~ Cit thép: Cử thép có ưu điểm nỗi bat là chống thắm tốt, bẻn, có thé dùng cho.kết

mọi loại nền không phải di söi Loại eit này có khả năng li

giữa các bản tốt, chịu được áp lực cao Các khớp cử rất khoe và đủ lớn, tăng được

độ cứng của cừ nhưng vẫn cho phép ván cử quay được một góc độ nhất địnhquanh khóp nỗi (hình 2 5)

Độ sâu đóng cir có thé dat 25m; khi dùng biện pháp han nối cir thì có thé đóng.sâu tới 40m, Vin cử có các loại: phẳng, chữ U, chữ Z (hình 2-5a, b,c)

Ci thép có nhược điểm là giá thành cao nên chỉ được sử dung cho những công

hiện nay thường dùng biện pháp khoan phụt vữa ximăng tạo ming chống thắm kết

hợp với mạng lưới các hd khoan tiêu nước đọc thân đập.

Hinh 2.7: Kết cu đập dat chẳng thắm qua nén bằng Khoan phụt vũ xi mang

“hành phần vữa chống thắm (nh cho Ì m')

- Nước ons it

- Bentonite 55:70 kg

- Xi ming: 310 + 330kg.

- Tỷ trọng hỗ hợp: 1,24 + 1,26 Tim~ Độ nhớt: 28 +36 s.

- Độ lách nước sau 3 giờ < 3%.Ấp lực phụt vữa đạt mức 20 atm,

Căn cứ vio mức độ nứt né của nền đập, yêu cầu về chất lượng của màng

chống thắm và áp lực thắm dự kiến tác động để có thể thiết kế số lượng các hổ

khoan phụt, cũng như chiều sâu của chúng và cách thức bố trí các hồ khoan trên.

phạm vi cần xử lý

Công tác thiết kế và thi công như: Trình tự khoan phụt và áp lực phụt vữa và

g độ vữa phụt hiện nay đã được tiêu chuỗn hóa theo "Tiêu chun kỹ thật khoan

phyt xi mang vào nền đá ” - 14 TCN 82 - 1995 Công tác khoan phụt tại một số công.

trnh lớn sa này như công hình Tân Giang (Ninh Thuận), Him Thun Đa Mĩ (LâmĐồng), đã được sử dụng những công nghệ tiên đến, có Khả năng kiếm soát được

áp lực phụt, khối lượng và nồng độ của vữa đã được phụt vào nén công trình,

= Khô kiểm soát vữa có điền diy đủ lỗ rỗng hay chưa

~ Hiệu quả chưa cao đối với nén cát cuội sói và nén đắt có mực nước ngẫm.

= Một tp khoan phụt chống thẳm, sau một thời gian vận hành b him ở lạ.

~ Không thi công được trong nước.

~ Dễ bị xô, dé ép cất liệu khi nề rời và có kết cầu mm yếu.

* Pham vi ứng dung.

Chỉ ứng dụng cho nền thắm vừa phải thường dưới 20m, môi trường xử lý:không bị bảo hòa nước và đồng thắm đi qua

Bán kính ảnh hưởng nhỏ do dp lực phụt bị han chế.

2.9 Phương pháp tạo bào chẳng thắm bằng vật liệu ~ Xi ming- BentômiteTường chống thấm thi công bằng biện pháp đào hảo trong dung dịchbentnite là giải pháp kết cấu tt và giải quyết được cơ bản bài toán thắm đổi với nềncát, cát cuội sỏi, nền đất có chiều sâu tới 60m ma các giải pháp khác không thé thực.hiện được, Kết cấu này được áp đụng lần đầu tiền ở Vigt Nam (năm 1999) - Ngườiđề xuất: Nguyễn Văn Tang, nhà thiu the hiện đầu tin: Co

(tai đập chỉnh Dầu Tiếng - tinh Tây Ninh).* Nguyên lý công nghệ:

ty Bachysoletanche

Tường hào chồng thấm là loại tường được thi công bằng biện pháp chung là

đào hảo trong dung dich Betonite trước, sau đó sử dụng hỗn hợp các loại vật liệu

Xi ming + Bentonite + Phụ gia, sau thời gian nhất định đông cứng lại tạo thành

tường chống thắm cho thân và nén đặp

Hào được thi công trong dung dich Bentonite - gọi tt li hảo Bentonite là hồ

mỏng có mái dốc đứng, hẹp, sâu được thi công trong điều kiện luôn có dung địch

Bentonite, Hào thường có chiều rộng 05 + 0m, có chiều sâu S: 120m,

08-09 i hn in

na eh ng + ah 6

Hinh 2.8: Tường hào chẳng thẳm bằng Bentonite

Để có thể đào hảo rất sâu và duy trì mái dốc thẳng đứng, trong quá trình thicông phái duy tr lên tục hỗn hợp nước và sét Bentonite đầy trong hảo giữ cho vách

hào luôn được dn định Sau khi hảo được thi công sẽ bơm hỗn hợp vật iu ximăng+ Bentonite + phy gia tao nên tường chống thấm Yêu cầu khả năng chống thấm của

tường K<I 0° emis, kết cấu mềm phù hợp với biển dang của đập

‘Tinh chất của Bentonite:

- Độ mịn: trên sing hạt D=75um: 6 + 7%.

- Độ nhớt 28 + 30s,

= Độ trường nở: 10mvg

12 giờ- Chiều dài tường chống thẩm: 510 m

- Chiều cao: 33 + 40 m.- Chiều đây: 60 em,

Kết quả đo đạc sau khi xây dựng tường hào chống thắm:~ Hệ số thắm tăng: K= 10° ems.

- Lưu lượng thắm qua đập giảm: 35 + 50 % so với kh chưa xử lý* Ưu điểm

= Chồng thắm đạt hiệu quả cao (hệ số thắm K= 10° + 10” cm/s)

~ Dung dịch xi măng Bentonite được trộn theo dây chuyển công nghệ theo tiềuthống nhất, Nên thuận lợi trong thiết kể, thi công, vận chuyển và kiểm soát

chất lượng

~ Thi công trên nên cát cuội sỏi có hệ số thấm lớn, tẳng thắm nằm sâu

~ Khi địa hình xây dựng chật hẹp vẫn áp dụng được công nghệ thi công này.

* Nhược điểm:

~ May mốc thi công qui công kénh, phúc tạp

~ Không thi công được khi nền là đã lan, đã tảng

- Giá thành công trình cao

* Phạm vi ứng dụng.

~ Chủ yéu sử dụng công nghệ này để sửa chữa chống thắm cho các đập đất,

~ Sử dụng khi địa hình chật hẹp, yêu cầu chống thẳm cao, ting thắm nude sâu

bị thi công, giá thành công trình.

* Ưu điểm.

~ Có thể chống thắm cho nhiều loại nền khác nhau.

+ Xử lý được cho loại nỀn cổ chigu đây và phạm vi địa chất nén thay đổi.

~ Khả năng chống thẳm cao

+ Giá thành rẻ.* Nhược điểm.

= Sử dụng nhiều loại thiết bị khác nhau cho mỗi giải pháp xử lý.

- Người kỹ thuật thi công phải có kiến thức rộng.

* Điều kiện áp dụng,

Phạm vỉ ứng dung cho đất nền cát cội sói, ném là đắt, đó, hay hạt rời đến đất

bùn sóc

* Các công trình thực tế đã ứng dụng.

+ Công trình -hứa nước Đầm Hà Động - Quảng Ninh lựa chọn giải pháp.

xử lý chống thắm nén là kết hợp giữa các biện pháp:

~ Chống thắm cho đê quây để thi công móng đập bằng tường nghiêng sân phủ.

~ Chống thắm cho nền thân đập bằng đảo bỏ lớp nền cát cuội sỏi dày 10m, đổ

'b tông tưởng loi chống thắm ở giữa và đắp đất hoàn trả mặt cắt đập theo thiết kế.

- Xit lý chống thắm cho hai vai đập bằng khoan phụt xi măng Do hai vai số

chiều day nhỏ và dưới là lớp đá nứt nẻ nên xử lý giải pháp này edt hợp lý

~ Giảm áp lực thắm dưới bản đáy để tăng én định cho công trình;

- Giảm gradien thắm ở cửa ra để trắnh các bin hình thắm cho đắt né

- Giảm giá thành;

- Khả năng th công và thoi gian thi công;- Khả năng cung cấp thết bị:

~ Tuổ thọ màng chồng thắm phải bằng tuổi thọ công trình;

- Thời gian thi côimàng chống thấm

“Tuỷ theo đặc điểm của công trình có thể đặt ra đồng thời các mục tiêu trên, hoặcchỉ một số trong đó Chẳng hạn, đối với hỗ chứa thi cần hạn chế lưu lượng thấm,còn đối với một số loại cổng thì yêu cầu nay là không bắt buộc.

Ngoài ra, khi đề xuất các biện pháp công trình để phòng vỏ chống thấm, cần

phân tích các điều kiện cụ thể để thoả man cả 2 yêu cầu là kỹ thuật va kinh.

Két luận chương 2

"Đề xử lý chống thắm cho nền đập đạt yêu cầu của thiết kế có rắt nhiều phương,

pháp, mỗi phương pháp có wu nhược điển khác nhau và phù hợp với điều kiện địa

hinh, địa chất, thi gian và khả năng thi công, khả năng cung cấp thiết bị

Vi những yêu cầu đề ra kh lựa chọn một phương pháp nào cin phải cân nhắc

tinh toán dựa vào các tiêu chi đã nêu để phân tích so sánh đ lựa chọn được phương

pháp dim bảo kỹ thuật, giá thành thấp, thời gian thi công đạt được tiến độ đề ra