Luận văn thạc sĩ Quản lý xây dựng: Nghiên cứu các biện pháp quản lý và nâng cao chất lượng đắp đập đất công trình thủy điên Thượng Kon Tum

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất đến

Ban giám hiệu trường Đại học Thủy Lợi, cùng các Thầy, Cô đã truyền đạtnhững kiến thức bồ ích trong quá trình học tập tại trường.

Với tất cả sự kính trọng, tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn củamình với sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của Thầy Giáo sư, tiến sỹ Vũ

Thanh Te, đã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn cho tôi trong

suốt quá trình hoàn thành luận văn này.

Tôi xin chân thành cảm ơn đến bạn bè, những người thân đã luôn bên

cạnh khích lệ tôi trong quá trình thực hiện luận văn Cuối cùng, con xin cảmơn gia đình đã luôn hỗ trợ cho con trong suốt thời gian qua, đó là chỗ dựa tinh

thần vững chắc dé con tập trung và hoàn thanh luận văn tốt nghiệp này.

Tôi đã có nhiều cố găng để hoàn thiện luận văn bằng tat cả tâm huyếtvà năng lực của mình, nhưng không thé tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy,tôi rất mong sự góp ý, chỉ bảo của Quý thầy cô và đồng nghiệp, đó chính là sự

giúp đỡ quý báu mà tôi mong muốn dé cô gắng hoàn thiện hơn trong quá trìnhnghiên cứu và công tác sau nảy.

Một lân nữa xin chân thành cảm ơn./.

Hà Nội, tháng 5 năm 2014Học viên

Trịnh Vũ Mạnh

LỜI CAM KÉT

‘Toi xin cam đoan luận văn này hoàn toàn do Tôi thực hiện Các đoạn.

trích và àu trong luận văn đều được dẫn nguồn có độ chính xác cao nhất

trong phạm vi hiểu biết của Tôi.

Hà Nội, tháng 5 năm 2014Hoe viên

Trịnh Vũ Mạnh

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE CHAT LƯỢNG DAP DAT1.1 Tình hình chung về xây dựng đập đắt ở nước ta

1.2 Những vấn đề liên quan đến chất lượng đập đắt

1.2.2 Thiết kế 81.2.3 Thi công 101.2.4 Quản lý, vận hành, bảo tì _ "`

1.3 Những sự cổ xảy ra đối với đập dat 16

2.1.4 Hiện tượng co ngét khi độ ẩm giảm

2.1.5 Đặc điểm địa chất công trình và guồn vật liệu đắt đắp :

2.2 Các quy chuẩn, tiêu chuẩn áp dụng trong quản lý chất lượng thi công.đập đất 392.3 Các phương pháp thí nghiệm trong quản lý chất lượng đắp đập 41

2.3.1 Quy định chung về việc lay mẫu đắt 4

2.3.2 Lay mau - - aL

2.3.3 Bao gói mẫu _

2.3.4 Vận chuyển và bảo quản „46

2.3.5 Thí nghiệm dim nén ở trong phòng thí nghiệm.

2.3.6 Thí nghiệm dim nén ở hiện trường

2.4 Các phương pháp kiểm tra đánh giá chất lượng dip đập

3.2, Các yêu cầu về chất lượng đập Thượng Kon Tum «se T33.2.1 Công tác chuẩn bị nên đập - T3

3.2.2 Công tác dip thân đập _.- oT

3.3 Xây dựng điều kiện kỹ thuật để quản lý và nâng cao cndt lượng đắp

đi 5

3.3.1 Lựa chọn độ âm của đất dim nén và dung trọng thiết kế T6,3.3.2 Khống chế độ âm đầm nén cho đất miền Trung 883.3.3 Xứ lý khe tiếp giáp trong thi công : %3.3.4 Biện pháp thi công hạn chế tính trương nở của dat 953.3.5 Điều kiện kỹ thuật thi công đắp đập Thượng Kon Tum

3.4 Kết luận.

KET LUẬN VÀ KIEN NGHỊ

Bang 2.1 : Đặc tinh tan rã của đất có nguén góc khác nhau 29

Bảng 2.2 : Ảnh hưởng của độ dm ban đầu đến thời gian tan rã với đất đỏ ba

zan ở Tây Nguyên 31

Bang 2.3: Hệ số “en” của đất đỏ ba san Tây Nguyên sone 32Bảng 2.4: Tinh chất cơ lý sườn tan tích trên đá ba zan trẻ 35Bang 2.5: Tính chất co lý sườn tàn tích trên đá ba zan cổ lớp 1 36

“Bảng 2.6: Tinh chất cơ lý sườn tàn ích trên đá ba zan cổ lớp 2 37Bảng 2.7: Tinh chất cơ lý sườn tàn tích trên đá ba san cổ lớp 3 38Bảng 2.8 : Các thông số và kích thước cải đằm 48

Bảng 2.9 : Các thông số và kích thước cối đầm 49

Bang 2.10 : Kết quả thi nghiệm đầm chat 35Bang 2.11 : Bằng kết quả thí nghiệm độ dm 55Bảng 2.12: Số lượng mẫu kiểm tra 60Bang 3.1 : Các thông sé kết cấu chính mặt cắt dap 68

Bảng 3.2 : Bảng trừ lượng các mo vật liệu 72

Bảng 3.3: Kết quá thí nghiệm đầm nén trong phòng thí nghiệm 78

Bang 3.4 : Kết quả thí nghiệm đầm nén ngoài hiện trưởng 86

Bang 3.5: Cường độ giảm độ dim tại lớp mặt và lớp giita cách lop mặt 1cm:

Tình 1.6: Thắm bùng nhùng ngang thân đập tại vị tri.

Hình 1.7: Đập vỡ tại vị trí cống lẫy nước

Hinh 1.8 : Vị trí cing bị gây, 24

Hinh 1.9: Toàn cảnh đập Khe Mơ sau sự cổ : z”

Hinh 1.10 : Đoạn thân đập bị vỡ.

Hình 2.1 : Cái đầm chặt.

Hình 2.2 :Đường dim chặt tiêu chuẩn %

“Hình 3.1: Mat cắt ngang điển hình của tuyển đập 9Tình 3.2: Mat cắt ngang điển hình của tuyén đập 70

Hinh 3.3: Sơ đồ chọn độ dm cho đất dim nén trong đắp đập 7

Hình 3.4: Biểu dé đầm nén tiêu chuẩn trong phòng thi nghiệm( mẫu từ bãi

Hình 3.10 : Biểu đồ kết quả đầm nên ở hiện trường ( Bai vật liệu số 2) 7

Hình 3.11: Biểu đồ kết quả đầm nén ở hiện trường ( Bai vật liệu cửa vào

đường him) 37

Hình 3.12 Mặt bằng xử lý khe nỗi tấp ngúng s95

Hiện tại nước ta đang trong quá trình hội nhập kinh tế quốc tế, diện mạo

đất nước không ngừng được đổi mới Với sự phát triển không ngừng của nềnkinh tế theo hướng đổi mới, hiện đại hoá, công nghiệp hoá Tuy nhiên, nền

nông nghiệp nước ta vẫn đóng vai trò rất quan trọng trong việc phát triển kinhtế Từ nhu cầu đó, để nâng cao năng suất và chất lượng thì ngoài việc hiện đạimáy móc thi các nhu cầu cấp nước tưới tiêu là hết sức cắp thiết Trong những.năm gần đây có rất nhiều các công trình hồ chứa đã được xây dựng nhằm đáp.ứng việc cấp nước tưới cho các vùng sản xuất nông nghiệp cũng như phát

điện, đặc biệt là những ving núi và trung du, Những lợi ich dem lại là rất to

lớn, tuy nhiên kèm theo 46 cũng có những sự cỗ xảy ra khi thi công ngăndong dap đập làm thiệt hại tài sản của Nhà nước cũng như tính mạng củangười dân do làm chưa tốt công tác quản lý chất lượng và an toàn Chính vìvay việc quản lý và nâng cao chất lượng đắp đập là một vấn đề quan trong varất cấp thiết.

Hiện nay ở nước ta việc quản lý chất lượng công trình xây dựng dựa vào.

luật xây dựng, các nghị định và thông tư dưới luật Trong đó nhà nước đã banhành Luật Xây dựng, Chính phú ban hành các Nghị định, các bộ ngành liên

quan ban hành những thông tư hướng dẫn Ngoài ra nhà nước còn ban hảnhđịnh mức dự toán, hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn trong xây dựng công trìnhthuỷ lợi Thiết lập bộ máy quản lý tham mưu giúp việc cho công tác quản lýnhà nước về chất lượng xây dựng như ở trung ương có cục quản lý chất lượng

xây dựng, ở các tỉnh có các trung tâm kiểm định chất lượng

Tuy vậy trong quá tình xây dựng công trình vẫn còn rất nhiều bắttrong quá trình quan lý chất lượng Trong thời gian qua đã xây ra hàng loạt sự

cổ công trình thuỷ lợi, thủy điện gây nhiều thiệt hại về con người và tiền của.Trong đó, các sự cố liên quan đến đập đất xảy ra rất nhiều Chính vì vậy mộtlần nữa việc quản lý và nâng chất lượng đập dat là một đỏi hỏi cấp thiết.

2, Mục tiêu của dé tài

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu tông quan về quản lý chất

lượng dap đất ở Tây Nguyên, di sâu vào nại in cứu quản lý và nâng cao chất

lượng công trình cụ thểTây Nguyên là đập Thượng KonTum

3 Cách tiếp cận và phương pháp thực hiện

~ Nghiên cứu tổng quan về công tác quản lý chất lượng đập đất.

- Điều tra khảo sát, thu thập tổng hợp tải liệu thực tế về đập đất.

- Phân tích đánh giá và đề xuất giải pháp nang cao chat lượng đập đắt

4, Kết qua dự kiến đạt được

- Thực trạng công tác quản lý chất lượng đập đất hiện nay, đánh giánhững kết quả đạt được, những vấn dé bat cập, tồn tại cần khắc phục, hoàn

- Dé xuất một số giải pháp nâng cao chat lượng đập dat ở Tây Nguyên

và áp dụng vào một công trình đập dat cụ thẻ.

1.1 Tình hình chung về xây đựng đập đắt ở nước ta

Từ nhiều thé ky qua, con người đã biết xây dựng các đập ngăn ng để

tạo hỗ trừ nước tự nhiên, điều tiết đồng chảy phục vụ nhu cầu sử dụng nước

và hạn chế lũ lụt, phát trién thủy điện, tạo môi trường sinh thái Với rấtnhiều lợi ích mang lại như đã kể trên, nên trong những thập kỷ qua số lượng.đập tạo hỗ chứa nước trên Thế giới được xây dựng ngày cảng nhiều Nước tacũng không nằm ngoài xu hướng đó, hầu hết đập đắt ở Việt Nam được xây.dựng từ năm 1954 ở miễn Bắc va từ sau năm 1975 trên cả nước Ở nước ta, số.đập đất tạo hồ chứa nước chiếm khoảng 90%, còn lại là đập bê tông và vật

liệu khác Tinh đến nay chúng ta đã xây dựng được trên 6500 hỗ chứa thủylợi với tổng dung tích trữ nước khoảng 11 tý m` Trong đó có 560 hồ chứa có

dung tích trữ nước lớn hơn 3 triệu m` hoặc đập cao trên 15m, 1752 hỗ có

+ Bình Định 161 hồ chứa

+ Phú Thọ _ 124 hỗ chứa

~ Giải đoạn 1960 + 1975: Chúng ta đã xây dựng nhiều hồ chứa có dungtích trữ nước từ 10 + 50 triệu m3 như: Đại Lai (Vĩnh Phúc); Suối Hai, Dong

Mô (Hà Nội; Khuôn thần (Bắc iang); Thượng Tuy, Khe Lang (Ha

Tinh); Rảo Nan, Cảm Ly (Quảng Bình); đặc biệt hỗ Cắm Son (Lạng Sơn) có.

dung tích 248 triệu m’ nước với chiều cao đập đất 40m (đập dat cao nhất lúcbấy giờ).

~ Giai đoạn 1975 + 2000: Sau khi đất nước thống nhất chúng ta đã xâydựng được hàng ngàn hồ chứa trong đó có nhiều hồ chứa nước lớn như: Núi

(Thái Nguyên); Kè Gỗ (Hà Tĩnh); Yên Lập (Quảng Ninh); S

(Thanh Hóa); Phú Ninh (Quảng Nam); Yazun hạ (Gia Lai); Dầu Tiếng (Tây

ng Mực

Ninh) trong đó hỗ Dầu Tiếng có dung tích lớn nhất 1,58 tỷ m’ Các địa

phương trên cả nước đã xây dựng trên 700 hồ chứa có dung tích từ 1+10 triệu

m’, Đặc biệt trong giai đoạn nay các huyện, xã, hợp tác xã, nông trường đãxây dựng hàng ngàn hồ chứa có dung tích trên dưới 0,2 triệu mẺ,

~ Giai đoạn từ năm 2000 đến nay: Bằng nhiều nguồn vốn đặc biệt là

nguồn vốn trái phiểu chính phủ, Bộ NN&PTNT đã quản lý đầu tư xây dựng

mới nhiều hồ chứa có qui mô lớn và vừa như: Cửa Đạt (Thanh Hóa): Định

Binh (Binh Định); Ta Trạch (Thừa Thiên Huế); Nước Trong (Quảng NgãiĐá Hàn (Hà Tinh); Rio Đá (Quang Binh); Thác Chuối (Quảng Trị); Kroong

Buk Hạ, IaSup Thượng (Đắc Lắc) Đặc điểm chung của các hồ chứa thủy.lợi là đập chính ngăn sông tạo hồ, tuyệt đại đa số là đập đất.

~ Nhận định chung Hơn một nửa trong tổng số hồ đã được xây dựng và

Những hỗđưa vào sử dụng trên 25 + 30 năm nhiều hỗ đã bị xuống,

dụng tích từ | trigu mỸ nước trở lên đều được thiết kế và thi công bằng nhữnglực lượng chuyên nghiệp trong đó những hồ có dung tích từ 10 triệu mỶ trở.

vốn, kỹ thuật thiết kế và thi công Các hỗ có dung tích từ 1 triệu + 10 triệu m`nước phần lớn là do UBNN tinh quản lý vốn, kỹ thuật thiết kế thi công Các.

hồ nhỏ phần lớn do huyện, xã, HTX, nông trường tự bỏ vốn xây dựng và quản

lý kỹ thuật Những hi lớn được đầu tư tiền vốn và kỹ thuật tương,đủ thì chất lượng xây dựng đập đạt được yêu cầu Còn những hồ nhỏ.

do thiểu tải liệu cơ bản như: Địa hình, địa chị , thủy văn, thiết bị thi công, lực

lượng kỹ thuật và nhất là đầu tư kinh phí không đủ nên chất lượng đập chưatốt, mức độ an toàn rat thấp.

1.2 Những vấn đề liên quan đến chất lượng đập dat

An toàn đập là từ lâu đã được nhiều quốc gia quan tâm Đập đất

d tỷ lệ cao trong số các đập ngăn sông dé tao hồ chứa ở Việt Nam Hưhong của đập đất thường tiềm an sự mắt an toan, nhiều trường hợp đã gây rathảm họa vỡ đập Do vậy, các công tác khảo sát, thiết kế, thi công có anhhưởng rất lớn đến chất lượng và sự an toàn của đập dat.

1.2.1 Khảo sát

Trong xây đựng công trình thủy lợi nói chung và xây dựng đập đất nói

riêng, công tác khảo sát địa chất là công việc phải thực hiện đầu tiên và có.tính chất cực kỳ quan trọng, nó không những tác động đến giá thành, hiệu quảcủa dự án mà còn tác động rit lớn đến sự an toàn của công trình Công tickhảo sát còn giúp ích rất nhiều cho việc lựa chọn các vật liệu đất tốt nhất,tuyến đập tốt nhất.

1.2.1.1 Tài liệu khảo sát địa chất nền, vai đập, khảo sát thăm dò vật

Công tác khảo sát đánh giá điều kiện địa chất công trình và vật liệu xâydựng — mỏ khai thác vật liệu là một trong những công đoạn khó và rất phức.

tạp trong các giai đoạn thiết kế công trình, đặc biệt là giai đoạn thiết kế kỹthuật Một thực tế là kết cấu công trình phụ thuộc rất lớn vào công tác khảo.sát Nếu chất lượng công tác khảo sát tốt, sẽ giúp cho nhà thiết kế chọn giải

kiện kinhpháp công trình phù hợp, quy mô,

ngờ khi mở móng xây dựng công trình, hoặc không phixử lý kỹ thu

kết quả khai thác vật liệu tại bãi hoàn toàn phủ hợp với tài liệu khảo sát va

tính toán kiểm tra,

Qua những sự cố của các đập xảy ra, xem xét nguyên nhân gây ra sự cố,

xét ở góc độ khảo sát cơ bản, công tác khảo sát còn những hạn chế do những

yếu tổ sau

- Công tác khảo sát phục vụ cho tải liệu báo cáo chưa đảm bảo đúngtrình tự, quy trình, quy phạm Chủ nhiệm dự án chưa làm đủ, làm đúng các

yêu cầu kỹ thuật trong khảo sát, còn xem nhẹ tim quan trọng của nó, tai liệu

thăm đồ ít, sơ sai

~ Do hạn chế của điều kiện thiết bị, từ khoan đến dụng cụ thí nghiệm nênđộ chính xác của thông số thí nghiệm còn hạn ch

iit dip đập ở vùng Tây Nguyên Nam Trung Bộ có các tỉnh chất cơ lý

đặc biệt mà các vùng khác ít gặp [6] Nếu nön khoan được bảo vệ can thận,đảm bảo đúng trang thái nguyên dang thì kết quả thí nghiệm các cl lều cơ lý

sẽ phản ánh đúng Ngược lại nếu thi bị khoan cũ kỹ, đô chính xác cơ khí

kém thì phôi lấy ra đã bị tác động cơ khí, tính nguyên dang của phôi bị ảnh

tổ thứ hai cũng in là : Do cấu trúc địa ting thay đổi và

không chỉ tiết, không phân vùng, phân lớp, tai liệu thi nghiệm lấy từ trị số.

với thực tế

1.2.1.2 Tài liệu co bản phục vụ cho tính toán thủy văn công trình.

Như ta đã biết tải liệu thủy văn đóng vai trò rất quan trọng trong tính

toán dong chảy Để kết quả tính toán lũ dam bảo độ tin cậy thì chuỗi số liệucơ bản phải đầy đủ và tinh đại biểu phải cao Thực tế cho thấy tải liệu đo đạcthủy văn ở hau hết các công trình ở Tây Nguyên rit ngắn Khi tai liệu đo đạccòn ngắn, lại chưa có phương pháp kéo dai tài liệu cho phủ hợp, vì vậy dẫnđến kết quả tính toán với độ tin cậy thắp [6|.

Một số hồ chứa do không có trạm đo nên phải dung tai liệu tương tự của

vùng tương tự Trong trường hợp này khi mượn tải liệu tính thi phải đưa ra

những chỉ số hiệu chỉnh, điều này bị hạn chế khi tài liệu cơ sở cho tính toán

cũng thiểu Mặt khác khâu điều tra, thu thập chỉnh lý số liệu những trận mưalũ lịch sử theo khu nghiên cứu, hay triển sông, đánh giá tính đại biểu ciachuối số liệu còn hạn chế.

Từ những mặt trên việc xác định thông số của ding chảy lũ chưa đượcsát với thực tế, Phần nhiều là trị số tính toán nhỏ hơn lưu lượng xây ra sau khi

hệ thống đầu mỗi bước vào hoạt động.

1.2.1.3 Tài liệu khảo sát địa hình chưa diy đủ hoặc độ chính xác

không đảm bio

Tai liệu khảo sát địa hình là cơ sở cho việc xác định kích thước, chọn

tuyến và kết cấu công trình, công tác khảo sát chính xác là phần nối tiếp công.

trình sẽ hợp lý, công trình lại làm việc bình thường với dòng chảy thiết kế

“Thực tế cho thấy tác khảo sắt công trình loại vừa và nhỏ còn có những tổn tại,ảnh hưởng không ít đến việc lựa chọn kết cấu công trình.

1.2.2 Thiết kế

Trải qua lịch sử xây dựng và phát triển đập đất ở nước ta từ trước tới

nay, công tác thiết kế là một trong những bước cơ bản và quan trọng ảnh

lu, Ở nước ta

hưởng trực tiếp tới chất lượng và an toàn đập đất nhiều năm về

hiện nay, công tác thiết kế luôn được trú trọng rất tốt và đã có một nên tảng.

khá vững chắc, đảm bảo khá tốt được các tiêu chi về kinh tế và an toàn trongquá trình thí công và quản lý vận hành về sau Sau đây là những phân tích

anh giá về mặt này,

1.2.2.1 Quy phạm tính toán thiết kế lũ

a, Hệ thống hóa tiêu chuẩn tính toán lũ thiết kế công trình

Hiện nay, quy phạm tính toán lũ của ta còn nhiều vấn dé cần được giải

quyết sớm Đã có nhiều quy phạm được biên soạn va sử dụng, một số quy.

phạm đó là

~ Quy phạm biên soạn lần thứ nhất năm 1963: Là bộ quy phạm đầu tiênquy định tính toán cho thiết kế ở nước ta Quy phạm được biên soạn dựa trên

cơ sở của kinh nghiệm các nước khối Xã hội chủ nghĩa và Liên Xô cũ Ở

nước ta, đã có rất nhiều công trình được áp dụng quy phạm này để thiết kế và

độ an toàn được đảm bao tốt khi áp dụng hệ thống quy định này [6].

b Những phân tích cơ bản về quy phạm hiện nay cho tính toán lũthiết kế

"Độ an toàn trong tính toán theo quy phạm hiện nay chưa thật đảm bảo,điều này thể hiện ở các mặt sau Theo TCVN 285-2002 nếu sự

trình dong nước có thể gây hậu quả nghiêm trọng cho hạ lưu thì cấp trìnhthi

được nâng lên 1 cấp Điều này s chỗ giải thoát khi công trình cấp 1 thì

lên cấp nào?

cố Quy mô và cấp công trình xả sự cố ít nhất phải thấp hơn cấp công trình.

chính một cấp Điều này dẫn đến bắt hợp lý, đối với công trình quan trọng,khi vỡ thi gây ra tai họa vô cùng lớn, nhưng không cần im tran sự ‘on

đối với các công trình nhỏ, khi chưa có đủ tai liệu tinh toàn thì cho phép làm

tràn sự cố Thực tế cho thấy trị số lưu lượng thiết kế lại nhỏ hơn trị

được xây ra tại công trình.

Thực tế cho thấy lưu lượng đỉnh lũ và tổng lượng lũ tính toán thường

nhỏ hơn so với tà liệu thực đo.

1.2.2.2 Nguyên nhân lựa chọn phần giải pháp công trình chưa hợp.

Vin đề lựa chọn kết cấu công trình, vị trí xây dựng là hết sức quantrọng, nó quyết định đến ổn định và giá thành công trình Nếu đắt đắp khongii phải dung tường lõi chỗng thắm thi việc chọn vật liệu vị ti dat, vật liệuting lọc là một việc rất quan trọng, Sau đây xin đi vào phân tích từng yếu.tố liên quan đến chon giải pháp thiết kế xử lý.

a, Nền và vi lập

việc sử dụng phan vai đập đóng một vai trò cực ky quan trọng đến điềukiện ôn định của khối dap, Thực tế chi ra rằng có rit nhiều đập do xử lý tiếpgiáp không tốt và gây ra sự cổ vỡ đập

Vin dé thi công chân khay cũng cần được xem xét nghiêm túc trong khithiết kế Người thiết kế phải có phương án thi công cho loại kết cấu mả mình.

đã chọn Thông thường chân khay phải thi công khẩn trương, lại bị nước.

ngằm tác động Nếu thiết ké chọn phương án thi công không hợp lý, nha thầu

sé thi công theo kiểu riêng của ho, đôi khi chất lượng không thật đảm bao.

b Thiết kế lớp bảo vệ mái đập.

‘Qua phần phân tích sự có của đập đất cho thấy sự cổ sat mái đập, hongmái chiếm một tỉ Ign lớn và xảy ra đối với các đập vừa va lớn, còn các đập rất

nhỏ thì xảy ra tỉ lệ thấp Điều này có liên quan đến ảnh hưởng của sóng, đến

ẩn định của lớp bảo vệ V lớp bảo vệ mái đập hiện nay áp dụng ở miễn

Trung như sau:

~ Bảo vệ bằng đá lát khan~ Bảo vệ bằng đá đồ

~ Bảo vệ bằng tắm bê tong lát

e Lựa chon dung trọng thiết kế

Việc lựa chọn dung trọng khô thiết kế cho đập đất cũng là một vấn đẻ

cần được xem xét Thông thường các bãi vật liệu có cấu trúc địa chất lớp khác.nhau, tính chất cơ lý ở các bãi khác nhau và sự sai khác đó ra ngay trên

Khốicùng một bãi Như vậy lựa chọn dung trọng khô thiết kế và tổ hợp bd

đắp là một vấn dé rất quan trọng nhằm giảm khả năng xảy ra sự cố đi với

đập Trong trường hợp đất các bãi có đặc trưng cơ lý thay đổi thì thiết kế cinphan vùng sử dụng vật liệu, tại kết cấu quan trọng lún ảnh hướng rat lớn đến.

điều kiện én định công trình thì nên được ưu tiên trong thi công Nên sử dụng,

vật liệu đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật của thiết ké đặt ra Những phan có.‘tim quan trọng nhỏ hơn được phép sử dụng vật liệu thông thường, có lâm như.vậy mới tránh khỏi những biến cố cục bộ xảy ra ở những vị trí cá biệt của.

công trình,

1.2.3 Thi công

“Thi công xây dựng công trình là giai đoạn biến ý tưởng của người thiết

kế thành hiện thực Với xây dựng đập đất, đây là giai đoạn kéo đài nhiều nămvà chịu tác động tông hợp của các yéu tố thời tiết, địa hình, địa chat, công tác

Giải đoạn này cũng quyết định nhiều đến chất lượng và an toàn đập Từ kinhnghiệm đúc kết trong nhiều năm qua, công tác tổ chức thi công xây dựng đập.

đất có một số điểm efchú ý như sau

1.2.3.1 An toàn khi dẫn đồng thi công

Khi thiết kế dan dòng, nội dung chính thé hiện qua sơ đô sau:

Hình 1.1: Thi Kế dẫn đồng thi công

nh | ,| tơnnaise | ,Ï thang

Sunes [| dindnot [| Pa

~ Phương an din dong

ơi hước côn nh

“Bà ny nn ẩn nin dong

~ Kết cầu công trình | —— s Méc không ché

_Kiânăng cong - Dục en

Vi dụ, chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng (Q""+x z:) với công trình cấp IIL

theo Tiêu chuẩn XDVN 285: 2002

~ Khi đó công trình tam là cấp IV, tan suất lưu lượng thiết kế dẫn dong(LLTKDD) P=10% Thời đoạn dẫn dòng thông thường chia theo mùa khô vàmùa mưa Nếu cứ tiến hành tuần tự theo sơ dé trên thì sau khi tính thủy lực sẽ.

xác định được kích thước công trình dẫn và ngăn dòng, việc tính toán ở thời

đoạn mùa khô thường không bị mắc sai lim Tuy nhiên, tần suất trên để tính

cho công trình dẫn dòng và ngăn ding là các công trình tạm (kênh dẫn dòng,đê quai ) Giai đoạn mùa lũ, việc chọn tin suất LLTKDD có thé chưa phù

hợp trong 2 trường hợp sau:

+ Vào mùa lũ năm thi công thứ nhất, dòng chảy thường được dẫn qua

lòng sông thu hẹp (một hay 2 bờ); mùa lũ năm thi công thứ 2 hoặc 3 dòng

chảy dẫn qua trần tạm (tràn xây dỡ hay lợi dụng địa hình yên ngựa), công

trình chắn nước trong giai đoạn nảy là đập chính Khi đó, nếu vẫn tính toán.

„ thì khi xuất hiện Q > Q 1K

ox nước sẽ trin qua đập chính hoặc gây xói lở công trình Trường hợp nay

mực nước hồ ứng với lưu lượng Q + pe

cần tính tin suất lưu lượng thiết kế ứng với công trình chính mới đảm bảo an

+ Sau khi chặn dòng, giai đoạn thi công đắp đập vượt lũ tiểu mãn (khuvực miễn Bắc thường là vào tháng 5, vùng Tây Nguyên Nam Trung Bộ vào.khoảng tháng 7), nếu chon lưu lượng lũ tiểu mãn P=10% để tính toán điều tiếthồ và xác định cao độ đắp đập vượt lũ cũng chưa phù hợp Trường hợp này.phải tinh toán với lũ tin suất thiết kế của giai đoạn đầu mùa lũ (P=1%) mới.

đảm bảo an toàn cho đập Thông thường theo tải liệu thủy văn trong hỗ sơthiết kế: mùa mưa có đủ tải liệu quá trình lũ với tần suất 10%, 1% và tần suất

kiếm tra, mùa khô chỉ có tai liệu quá trình lũ với tin suất 10% Điều này dẫnđến không đủ tài liệu cho người tổ chức thi công khi cần tính toán với con lũthiết kế giai đoạn chuyển tiếp 2 mùa.

1.2.3.2 Tổ chức thi công đắp đập và quản lý tiến độ

~ Công tác thí nghiệm đầm nén hiện trường : Theo quy định trước khi

đắp đập đại trà với đất dinh có khối lượng trên 200.000mỶ cần thí nghiệm dim

nén hiện trường để xác định các thông số đầm nén như: độ ẩm, chiều day lớp

rải, số lần đầm và được chủ đầu tư phê duyệt lảm căn cứ cho quácông Hiệu quả dim nén đất phụ thuộc vào nhiều y

chiều dây lớp rải, công cụ dim), Khối lượng đập đắt thường lớn, từ vải trăm

ngàn đến vài triệu mét khối (đập Hà Động trên 600 ngàn m3, Tả Trạch trên 8triệu m’, v,v ) Do vậy, khi đắp đập phải khai thác nhiều bãi vật liệu mới đủ.

in Khai thác 3-4 bđất dip Thông thường,

liệu chính (điển hình như đập Na Danh - Cao Bằng do vật liệu khó khăn, khối

công trường thường sử dụng một vai thiết bị đầm nén nhất định Chính vi vay,

mỗi khi chuyển vị trí bãi khai thác hay chuyển mùa thi công cần làm tốt công

tác thí nghiệm đầm nén hiện trường Qua thực tế một số công trường cho

tư và các nhàthấy, thí nghiệm đầm nén hiện trường chưa được chủ.

quan tâm đúng mức, có trường hợp chỉ thí nghiệm 01 lần với 01 bãi vật liệu

sau đó áp dụng cho suốt qué trình dip đập; ở trường hợp khác, nhà thị coi

công tác nay là việc phát sinh nên chưa chủ động thực hiện.

~ Chọn giải pháp dẫn dòng thi công: Theo t

đồng khi thi công đập đất: Vào mùa khô công trình dẫn dong thường là kênh,1g kế các giải pháp dẫncổng lấy nước; công trình tháo nước trong mùa lũ là lòng sông thu hẹp, trằn

xa lũ, một vai trường hophợp xả lũ qua tuy nen Ở công trình miỄn núi,bố

nhà thầu thi công thay việc dẫn dòng qua kênh theo thiết kế bằng din qua các

do địa hình lòng sông hẹp dar mặt bằng khó khăn, Có trường hợp.

đống buy bê tông và đắp đập lên trên, dự kiến sẽ nút ống buy sau khi dòngchảy được dẫn qua cống Day là sai lầm khó khắc phục vì sau một thời gian,do tiếp xúc với đòng chảy làm đất trong thân đập 2 bên cống bão hỏa và phầnnảo bị nước cuốn trôi; khi hoành triệt ống dẫn ding chỉ làm chặt được 2 dau,

phần nằm trong thân đập vẫn bị rồng làm tập trung dòng thắm, khi đãng

nước dé gây mắt an toàn đập Giải pháp khắc phục có thé là khoan phụt vữa ximăng - sét đọc tuyến ống dẫn dòng, tốn nhiều công và vật liệu nhưng cũng.

khó xử lý triệt để

~ Phân đợt đắp đập và tốc độ lên đập: Ngoài những đập khối lượng nhỏcó thể hoàn thành trong một mùa khô khi đắp không cần phân đợt, phần lớn

các đập còn lại phải thi công đài hon 2 mùa khô thì việc phân đợt đắp đập gắn

như bắt buộc Các đợt đắp đập thường được phân theo mùa thi công Việc xứ.

lý tiếp giáp mặt nằm ngang do phân đợt đơn giản hơn so với xử lý tiếp giáp.theo chiều đứng Đập đất thường được phân thành 2-3 khối theo chiều dọc.Trong các khối đắp đó, khối lòng sông chịu nhiều bắt lợi hơn: chiều cao lớn

nhất, thời gian đắp thực hiện sau các khối 2 bên, tốc độ lên đập nhanh do yêu.cầu vượt lũ dễ làm sinh áp lực khe rng lớn và tạo ra chênh lệch lún Chính vithé, khi xử lý tiếp giáp đứng ngoài việc đảm bảo các yêu cầu như tạo bậc, bóc

phần nút né và dim bảo độ ẩm cần tao các chân ring cắm vào khối đắp trước.

'Tốc độ lên đập theo chiều cao phụ thuộc nhiễu vào loại đất dip đập nên

tuân theo chi dẫn của Tư van thiết kế để hạn chế áp lực kẽ rổ

~ Quản lý chặt chế tiến độ giai đoạn vượt lũ: Lập tiến độ là thành plhiduge

công việc trong thiết kế tổ chức thi công dip đập Qua tiến độ th

trình tự công việc và các mốc khống chế về cao độ cũng như thời gian Thực.

wu tổ nên thường bị "trượt" và

độ phụ thuộc vào nhiều y

có khi dip cả đất ust, kt

chống lũ, đây cũng là một trong những tiềm ẩn của sự mắt an toàn đập.

i đất đắp không đảm bảo chất lượng và cao trình

- Cần có thời gian dự trữ trong tiễn độ, dé cập những bat lợi của thời tiếtvà hư hỏng thiết bị phải sửa chữa trong giai đoạn thi công với cường độ cao.

1.2.3.3 Công tác quản lý chất lượng trong quá trình thi công

~ Công việc đắp đập bao gồm nhiều khâu từ chuẩn bị hiện trường, thiếtbị thi công, kiểm tra bãi vật liệu, phòng thí nghiệm đến các khâu đắp đập,kiểm tra chất lượng đất dip, xử lý kỹ thuật, nghiệm thu chuyển giai đoạn

v.v nên đôi hỏi có hệ thống quản lý chất lượng đáp ứng yêu cầu hd sơ mời

thầu trước khi dip đập Nội dung này phải có sự tham gia và phối hợp chặt

chẽ giữa các đơn vị: chủ đầu tư, nhà thầu thi công, tư vấn giám sát, tư vanthiết kế (giám sát tác giả) Mỗi đơn vị thực hiện một phần nội dung trong

công tác quản lý chất lượng nên cần có đội ngũ cán bộ kỹ thuật đủ kinhnghiệm phủ hợp với công việc Thực tế ở một số công trường, công tác này.vẫn cỏn vài tồn tại như sau:

- Nhân sự của đơn vị tư vấn giám sát chưa đáp ứng yêu cầu theo hỗ sơ

mời thầu, thiếu kỹ sư địa chất hoặc cán bộ giám sát thiếu kinh nghiệm trong

thi công đập nên đôi khi bị động trong việc xử lý kỹ thuật hiện trường;

~ Phòng thí nghiệm hiện trường sơ sai, thiết bị thí nghiệm chưa được

kiểm định theo định kỳ; một số trường hợp thiết bị thí nghiệm va các phép thir

đưa vào công trường nhưng chưa có sự chấp thuận của chủ đầu tư;

- Giám sát tác giả thường là cán bộ chưa có nhiều kinh nghiệm và không,

phải chủ nhiệm thiết kể, dẫn đến việc phát hiện những bat hop lý trong hỗ sơthiết kế so với thực tế hiện trường chưa kip thời

1.24, Quản lý, vận hành, bảo trì

Mặc dù Nhà nước đã ban hành nhiều văn bản, quy định trích nhiệmcquản lý, khai thác và bảo vệ công tình thủy lợi thủy điện nói chung và các hỗđập nói riêng, nhưng nói chung, năng lực về quản lý, theo doi và vận hành hồđập tại Việt Nam còn nhiều bắt cập.

Công tác tổ chức quan lý chưa đầy đủ, kém hiệu quả và chưa được quan

tâm đúng mức Ở các hỗ chứa nước lớn và vừa do các công ty khai thác công.

trình quản lịcông tác nảy đã được chú ý hơn nhưng so với yêu cầu đặt ra

trong các văn bản, quy định thì còn một khoảng cách khá xa, Đối với các hỗvừa và nhỏ, nhiều hỗ được giao cho các xã, nông trường quan lý nhưng khôngđược hỗ trợ đầy đủ cán bộ kỹ thuật và đảo tạo về chuyên môn, tình trạng nay

cũng tương tự đối vớihồ thủy điện do các công ty cổ phin tư nhân quản

công tác quản lý chưa đi vào nề nép, hiệu quả còn thấp.lý

Nguồn nhân lực quản lý dip chưa dip ứng các yêu cầu vỀ công tác quản

lý: nhiều nơi thiểu cán bộ về thủy lợi, đặc biệt là các vùng miễn m Công tác

đảo tạo không được tiến hành thường xuyên, thiếu cán bộ quản lý đập đượcđảo tạo về quản lý an toàn đập Ở các hồ giao cho xã và các nông trường hoặc

công ty tư nhân quản lý, cán bộ quản lý không có đủ trình độ chuyên môn,

thiểu kithức về quản lý an toàn đập, khi tinh huồng lũ lụt xảy ra không có

hoặc thiểu lực lượng cán bộ kỹ thuật chuyên ngành dé xử lý ngay từ đầu, Daylà một trong những nguyên nhân dẫn đến tình trang vỡ một số đập nhỏ đã xây

Tình hình trên đã cho thấy nếu việc thiết kế, xây dựng và quản lý vậnhành đập không tốt, không an toàn để xây ra các sự cổ vỡ đập hoặc xả lũ lớn

bất thường thì ngoài thiệt hại cho bản thân công trình, phá hoại hoặc ngưng,

trệ sản xuất, còn có thé gây ra tổn thất nặng né về sinh mạng, tài sản ở vùng.

bạ lưu đập, làm ách tắc giao thông gây thiệt hai to lớn cho kinh tế, quốcphòng và an ninh của dat nước Mức độ tác hại của sự cố phụ thuộc vào quy.mô, vị trí công trình cũng như đặc điểm khu vực hạ du nhưng dù ở mức độnào thì tén thất do sự cố vỡ đập gây ra sẽ là rit đáng kể về mặt kinh tế, chưa.nói các tổn thất về sinh mạng tài sản và làm đảo lộn môi trường sinh thái &

một khu vực nhất định.

Những năm sau này, những thiếu sót, hạn chế trên đã từng bước được

khắc phục đổi với các hồ được xây mới Tuy nhiên, tình hình in chung vẫnchưa được cải thiện nhiều Thêm vào đó, thời tiết ngày càng bat loi,công với rừng đầu nguồn của hồ chứa bị tần phá {im cho lượng lũ tập trungvề hỗ nhanh và lớn hơn, tăng mức độ nguy hiểm cho công trình.

1.3 Những sự cố xây ra đối với đập đất1.3.1 Những sự xảy ra với đập đất

Cae sự cố đập đất thường có các dạng sau : Sat mái thượng, hạ lưu, hỏnglớp bảo vệ, thấm phát trién trong nền và thân đập gây ra vỡ, trần nước qua

đỉnh đập và bắt nguồn từ sự cổ của những công trình khác Nguyên nhân gây

từ nhiều khía cạnh, nó thé hiện từ khâu thiết kếsự cố có thé bắt ngud

công và quản lý vận hành [4] Những sự cố thường gặp như sau- Lũ trần qua đỉnh đập do

+ Tính toán thủy văn không chính xác+ Cửa đập trần bị kẹt

+ Lũ vượt tần suất thí

+ Dinh đập đắp thấp hơn cao trình thiết kế

~ Sat lở mái đập ở thượng lưu:

inh toán sai cắp bão.

+ Biện pháp gia cố mái không đủ sức chịu sóng do bão gây ra

+Thing lớp gia cố kém chất lượng.

+ Dat mái thượng lưu dam nện không đủ độ chặt

- Thắm mạnh làm x6iđập do

+ Đánh giá sai địa chất nền đập.

+ Biện pháp thiết kế xử lý nền không đảm bảo chất lượng.+ Thi công xử lý không đúng thiết kế

- Thim va sii nước ở vai đập do

+ Thiết kế sai biện pháp tiếp giáp giữa đập và vai

+ Thi công không đúng thiết kể, bóc bỏ lớp thảo mộc không hết+ Đầm nén chỗ tiếp giáp không tốt

~ Thấm và xói rỗng ở mang các công trình bê tông do:+ Thiết kế biện pháp tiếp giáp không tốt

+ Thi công không đảm bảo chất lượng

+ Các khớp nối của công trình bê tông bị hỏng

- Thắm mạnh, sii nước qua thân đập do:

+ Vật liệu dip không tốt

+ Khảo sat vật liệu không đúng với thực tế, thí nghiệm sai các chỉ tiêuco lý lực học của vật liệu đất

+ Thiết kế sai dung trọng khô của đập.

+ Không có biện pháp xử lý thích hợp đổi với độ ẩm của đất+ Thi công đầm nén không đảm bảo kỹ thuật

+ Thiết bị tiêu nước qua thân đập không làm việc

+ Nước hồ dâng cao đột ngột do lũ về nhanh

+ Nước hồ rút xuống đột ngột gây giảm tải đột ngột ở mái thượng lưu+ Nén đập bị lồn theo chiều đi im đập

đắp đập khối thượng lưu có tính lún ướt và tan rã nhanh nhưngkhảo sắt không phát hiện ra hoặc thiết ké không có biện pháp đề phòng,

~ Trượt mái thượng và hạ lưu đập do:+ Sóng bão kéo dai phá hỏng lớp gia cố~ Nước hồ rút nhanh

+ Thiết kế chọn sai sơ đồ tính toán ôn định, tổ hợp tai trọng,

+ Nên bị xói làm thân đập bị gay nứt nẻ

+ Tiêu nang bị xói do thiết kế sai

+ Hạ lưu bị xói do tiêu năng không hết

+ Cửa van bị kẹt do thiết kế gia công và lắp đặt kém, thiết bị đồng mở.

hoạt động kém

~ Cống lắ nước bị hỏng do:

+ Nền lún làm gãy công,

+ Hong khớp nối, nước xói ở mặt tiếp giáp giữa công và dap

+ Cửa cổng bị kẹt, cổng ở quá sâu không xử lý được nhất là trong khi hỗ

iêu năng sau cống bị xói.1.3.2 Một số sự cố đập đất

1.3.2.1 Sự cố đập hồ Am Chúa - huyện Diên Khánh, tỉnh Khánh.

nghiên cứu khoa học cấp Bộ năm 2004 "Nghiên cứu các giải pháp KHCN

bảo đảm an toàn ho chứa thủy lợi vừa và lớn ở các tỉnh miễn Bắc và miễn

Trung Việt Nam” do GS Nguyễn Văn Mao lầm Chủ nhiệm)|4]

Hình 1.3 : Bắt đầu xuất hiện mach đùn, mach stii nên hạ lưu đập.

Hình 14 : Những gì còn lại sau kh nước hỏ bị tháo can

1.3.2.2 Sự cổ hồ Núi Cốc ~ huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên

“Tháng 12/2002 xảy ra

hồ Núi Cốc Trên mái hạ lưu có 3 vị trí xuất hiện thẩm, nếu đứng tại các vị trí

lện tượng thắm ngang thân đập đất đồng chấtnay có cảm giác đứng trên một tắm đệm mềm4].

Hình 1.6: Thắm bùng nhùng ngang thân đập tại vị trí số 2

1.3.2.3 Sự cổ đập Z20 (KE 2/20 REC) — huyện Hương Khê, tính Hà

Tĩnh

Hỗ chứa Z20 được đưa vào sử dụng năm 2008, đập đất cao 12.5 m,cổng lấy nước bê tông cốt thép có đường kính D = 0.6 m Sự cổ xảy ra rạngsing ngày 06-06-2009, đập bi vỡ tại vị trí cống lấy nước; thân cổng bị gay

ngàng và bị nước cuốn trôi về hạ lưu; nền cống bị xói sâu đi

sự cổ này có hai nguyên nhân chính Thứ nhất là do dap đất xung quanh thân

cổng không được đầm chặt đảm bảo yêu cầu chống thấm Trong đó thiết kế.là không quy định cụ thể về chỉ tiêu ip xung quanh cống, thi công.không thực hiện đầy đủ quy trình đắp đất thủ công xung quanh cống và kiểm.tra chất lượng đất đắp và không giám sát đầy đủ quá trình đắp quanh thân.

cổng và lấy mẫu kiếm tra chất lượng Thứ hai là mái hồ móng bờ trái đào quáđốc, không dim bảo nổi tiếp an toàn giữa thân đập và bờ trái Trong đó, thiếtkế có lỗi khi không ghi chú rõ ràng yêu câu làm chân khay ở đáy đập và rãnh.

thoát nước ở chân hạ lưu đập đoạn vai trái; thi công thi đảo mai hồ móng phía

trái quá đốc, không theo đúng bản vẽ thiết kế, không làm chân khay ở đáy đậpvà rãnh thoát nước ở hạ lưu chân đập đoạn vai trái và giám sát không phát

hiện những sai khác của thi công so với thiết ké để xử lý kịp thời(4]Hình 1.7: Đập vỡ tại vị tri cng ldy nước

1.3.2.4 Sự cố đập Khe Mơ - huyện Hương Sơn, tỉnh Hà Tinh

Đập Khe Mơ được xây dựng từ năm 1993, sức chứa 730.000m3; cung

cấp nước cho xã Sơn Hàm, Sơn Diệm, Sơn Phú và thị trắn Phố Châu Sự cố.

đập xảy ra lúc 7h sing ngày 16-10-2010 Nguyên nhân vờ là do đập được xây

dựng đã lâu nên bị xuống cấp nghiêm trọngl4].

Hình 1.9 : Toàn cảnh đập Khe Mơ sau sự cổ.

1.4 Kết luận

Ở nước ta, những công trình đập đất chiếm phần lớn và góp phan rất

quan trọng vào công cuộc phút trixã hội cũng như nâng cao đời

sống của nhân dân Vì vậy, chất lượng đập đắt đóng vai trò rất quan trọng Từnhững phân tích vẻ tình hình thực tế các giai đoạn : Khảo sát, thiết kế, thi

công, quản lý vận hành Cho thấy vig in thiết nâng cao chất lượng đập đấtlà một vấn đề quan trọng cin được nghiên cứu và xử lý một cách triệt để.

Tir những ví dụ về những sự cổ đập đất xảy ra ở nước ta cho thầy

- Các hồ chứa bị vỡ thường không xảy ra mắt dn định về chống trượtcủa mái đốc, mà do sự phá hoại cục bộ ở một số vị trí xung yếu trong đập khihồ bắt di nước và ding đột ngột trong mia mưa lũ.

- Sự phá hoại cue bộ thường do các nguyên nhân sau:

+ Chọn dung trọng khô thiết kế không phù hợp với loại đất, hoặc đầm.nén không đạt dung trọng khô quy định thiết kế Đầm nén trong điều kiện quá.khô, độ ấm không đạt yêu cầu, có dung trọng thấp, hệ số đầm nén K < 0,9.

Khi hỗ dâng nước đột ngội, đất bị sụt lún tạo ra dòng thắm mạnh gây x6i rita

đến phá hủy đập.

+ Xử lý không tốt ở các vị trí giáp như : tiếp giáp ở thân đập vớicông trình bê tông, tiếp giáp giữa các khối đắp với nhau sau các giai đoạn thi

công,

CHƯƠNG 2: CÁC BIEN PHAP QUAN LÝ VÀ NÂNG CAO CHAT.LƯỢNG KHI THI CÔNG DAP DAT

2.1 Các tính chất của đất ảnh hướng đến chất lượng thi công đập.

2.1.1 Tính trương nở

2.1.1.1 Bản chất của hiện tượng trương nở

Khi tiến hành thí nghiệm trương nở, người ta thấy rằng tính trương nở

phụ thuộc cơ ban và thành phan chất keo có trong dat [6] Kích thước hạt keo.

được giới hạn bởi kích thước hạt cô đường kính nhỏ hơn 0,0001 mm Xét

dưới quan điểm kỹ thuật thì hạt sét được xem là chất keo vì nó có hình dạng.không thuần nhất và có diện tích bề mặt rit lớn Đồi với các hạt keo, cơ chế.liên kết khác các hạt thô, lực bé mặt đóng vai trò quan trọng hon lực trong

inh dig

trường Lực bề mặt có thé là lực hút bám qua các hat, lực lực liênkết ion Các thành phần này quyết định không những đến khả năng trương

nở và ngay cả trường hợp tan rã nó cũng đồng vai tr rất quan trọng,

2.1.1.2 Đặc trương cơ học của đất trương nở miền Trung

Để xem xét các mặt ảnh hưởng đến trương nở đất, người ta tiến hành.nhiều thí nghiệm khác nhau.

a Ảnh hướng của tổ hợp chu tạo hạt tới sự trương nữ

Đặc tính trương nở của đất phụ thuộc cơ bản vào ham lượng các hạt

keo có trong đất Cấu tạo của đắt gồm ba pha : Cốt đắt, không khí và nước.Khi độ ẩm nhỏ, nước được hút bám vào bề mặt các cốt dat, Khi hàm lượng

nước tăng lên, trên bề mặt các hạt lớn được bôi trơn Các hạt nhỏ có đường

kính nhỏ hơn 0,0001 mm (hạt keo) có khả năng hút nước mạnh hơn Do đặctính mang điện tích âm, các hạt sét sẽ hút các ion trái đấu (+) và diy các ion

cùng dấu (-) Lúc nảy lực giữ các hạt keo với nhau bị tác động của lực liên kết

các hạt sét, hạt keo nằm giữa các hạt có đường kính lớn hơn.

mặt hơn là trọng lực Cơ chế trương nở phụ thuộc chính vào sự phân bố

b Ảnh hưởng của dung trọng đến khả năng trương nữ

Tinh chat trương nở còn chịu ảnh hưởng của dung trong dim nén Datcảng dim nén chặt thì khi tiếp xúc với nước hệ số trương nở càng lớn, áp lực

trương nở cảng tăng Điều này hoàn toàn phủ hợp với lý thuyết Vi các hạt thôcó khả năng trương nở rất hạn chế, duy chỉ có các hạt keo khi gặp nước thì

khả năng hút nước mới cao Khi đầm chặt, có nhiều hạt nhỏ chui vào khe kế

giữa các hạt lớn, khoảng không thu hẹp lại (pha không khí giảm xuống) Khi

các hạt keo trương nở, khoảng cách giữa chúng bị dich chuyển xa nhau ra do

lực tương tác bề mặt - lực tĩnh điện Kết quả là thể tích tổng cũng tăng lên.Khi mẫu không cho phép phát triển chiều cao thì lúc này áp lực trương nở

tăng lên tỉ lệ với gia tăng thé tích.

c Ảnh hưởng của độ Ẩm ban đầu đến khả năng trương nữ

‘Truong nở của đất phụ thuộc vào lượng nước bổ sung va thời gian thựchiện thí nghiệm Ở một độ 4m nào đó đất đã tự thực hiện sự trương nở cânbằng theo điều kiện khống chế ngoại lực Nếu mẫu đưa vào thí nghiệm có độ.

âm khác nhau thì kết quả trương nở cuối cùng cũng khác nhau Điều này có ý

nghĩft quan trong cho việc chọn độ âm đậm nền để tránh quá trình trươngnở sau này Thời gian xảy ra trương nở tỷ lệ nghịch với độ âm gia tăng.

d Ảnh hưởng của độ im đến độ bền của đắt

“Thực tế cho thấy khối dip có thé én định ở trạng thái tự nhiên, nhưng,khi độ âm tăng cao và đột ngột thì xuất hiện trượt mắt ôn định Lý do đó có.

thể từ nhiều phía, song xét từ góc độ sức bền cắt thì trị số lực học đã bị giảmyếu Xét với đất khu vực miễn Trung thì yếu tổ ảnh hưởng này cảng thấy rõ

nét.

ết quả nghiên cứu về độ ất trong các trường hợp khi đầm nén

od tốt nhất và cho mẫu dat độ âm bão hòa cho thấy : Lực cắt C giảm rấtmạnh khi độ ẩm dat trạng thái bão hòa, còn về góc ma sắt trong cũng giảm.

nhưng mức giảm không lớn như lực dính.

Nhu vậy tính trương né đất phụ thuộc vio dung trọng đầm nén, độ âm

đầm nén, thành phan tổ hợp các hạt có trong dat

2.1.2 Tính tan rã

‘Theo quan điểm của các nhà chuyên môn, Tan rã là hiện tượng vật lý khi

ngâm đất trong nước thì thành phần hạt sét của đất tan rã trong nước dưới.

Bảng 2.1 : Đặc tính tan rã của đất có nguôn góc khác nhan

swe | Mức độ tan | Thoi gian tan ra

pat awe | a) (Pha)

- Đât phong hóa trên nên đá bazan | 0,52 10 j 5-10

~ Đất phong hóa trên nền đá granit 06 100 37

“Dat trim tích @Q@IV) 7 071 5-10) 2886

- Trim tích sông biển (m Q° IV) | 076 0-5 2880

- Trim tích sông biển (m Q II) | 068 | 2-15 2880

Chi thích : W : Độ âm của mẫu thí nghiệm (%)

Wt: Độ Ẩm giới hạn chảy.

Một trong những đặc điểm cá biệt đối với loại đất này là thời gian xảy ra

tan rà phụ thuộc vào điều kiện duy tri độ ẩm của mẫu thí nghiệm Thời gian

duy trì cảng lâu thì thời gian tan rã cảng được kéo dài Độ ẩm của đất ảnh

hưởng không nhỏ đến tính tan rã của đấtb Dat dé ba zan

đỏ ba zan được sử dụng trong xây dựng các đập dat đã có không ítcác vấn dé liên quan tới én định của công trình Dat đỏ ba zan có nguồn gốc.từ đá ba zan Loại đất này ta có thể bắt gặp ở hầu hết các vùng Tây Nguyên.

iit có giới hạn chảy khá cao và dung trọng lại thấp, độ xốp lớn 10] Một số

thông số cơ lý của loạinày như sau:- Giới hạn chảy LL =55=56%

~ Giới hạn din hồi PL = 35-45 %~ Dung trọng hạt =2,75 Tim

- Độ xốp =64-15 %

Loại đất này có dung trọng tự nhiên thấp bởi lẽ độ xốp của đất là rất cao,

nhưng bi lại lúc kháng cắt (x) cao Đặc biệt tại trạng thái bão hòa thì các chỉ

0” — 25”) Thực tế cho thi

duy trì độ ẩm của mẫu thí nghiệm cảng lâu thitiêu c và @ không thấp (c=25-35 kPa và ọ

thời gian tan rã của mẫu cảng

kéo dai Điều này được minh chứng bằng kết quả thí nghiệm trong bảng

"Bảng 2.2 : Ảnh hưởng của độ dm ban đầu đến thời gian tan rã với đất đỏ ba

zan ở Tây Nguyên

Chú thích ; W ; Độ am của mẫu thí nghiệm (%)

Wet: Độ âm gi ới hạn chảy (9

kPa = kN/m?

2.1.3 Tính lún ướt

Lún ướt là hiện tượng vật lý khi đất tiếp xúc với nước thì hiện tượng.

giảm thé tích khối xảy ra [10] Việc đánh giá trị số lún ướt của đất dựa trên cor

số lún ướt, được biểu thị như sau;hệ — hp,

Trong đó en : Hệ số lún ướt

hp : Chiều cao ban đầu của mẫu thí nghiệm.

he : Chiều cao cuối cùng của r

Theo tiêu chuẩn của Nga, tat cả các mẫu thí nghiệm có trị số “en” > 0,01thì chúng được xếp vào loại đất có khả năng lún khi gặp nước Bảng sau chỉra kết quả thí nghiệm của một số loại đắt vùng Tây Nguyên.

Bảng 2.3 :Hệ số “en” của đất đỏ ba zan Tay Nguyễn

HIG số lún ớt “en” đưới tải trọng tácDung trọng khô | DO am

0,90 thuộc nhóm có khả năng lún ướt Các mẫu thi

không thuộc nhóm trên Lún ướt bị ảnh hưởng trực tiếp của độ ẩm dim nén

nếu độ ẩm khi đầm nhỏ hơn rất nhiều đồ 4m tốt nhất thì khả năng lún ướt rắt.

dễ xây ra.

2.14. lện tượng co ngót khi độ ẩm giảm.

Đặc điểm cá biệt này xây ra khi khối đất đã th công xong, dưới điềukiện khô nóng, trên bé mặt khối đắp xuất hiện các khe nứt dim, Nếu qua trình

trên kéo đài thì khe nút phát triển sâu Nguyên nhân chính gây ra hiện tượng

này là do độ âm của dat trước khi đầm nén thấp, cần bỏ xung thêm trong khiđầm Sau khi dim xong đất đắp chịu tác động của độ âm không khí nhỏ màgây ra hiện tượng bốc hơi Đất có nhiều thành phần hạt sét thi khả năng co.ngót càng lớn Khi khả năng chịu kéo của đất không thắng nổi sức khéo của.

phan co ngót, khe nứt xuất hiện [10] Như vậy, dé phỏng tránh khe nứt loại

này, sau khi thi công xong cn để chửa một lớp bảo vệ.

2.1.5 Đặc điểm địa chất công trình và nguồn vật liệu đất đắp.2.1.5.1 Đặc điểm địa chất công trình

“Tính chất của đất thường được dùng để đắp đập ở Tây Nguyên có thể

chia thành 3 loại chính [10]

Nhóm 1 : Các trầm tích sông cổ và trẻ (aQ) : Phân bố ở các thung.

lũng sông lớn, nhỏ như sông Pô Cô, sông Ba

Phin bên trên là các trầm tích sông hiện đại phân bố ở các lòng sông và

bãi bồi, chúng chưa được cỗ kết tự nhiên tốt Thành phần chính là bùn sét

bùn sét pha và cát rời kém chặt Các đơn nguyên theo thứ tự từ trên mặt

xuống đưới sâu và tính chất cơ lý như sau:+ Lớp 1 : Ban sét, bùn A sét.

Dung trọng tự nhiên

Độ seat

Góc ma sát trongLực dinh

Hệ số thắm

Sau = 0.500-0,600sau; = 0,800-0,900

= (30-32)"

107-10" ems

Phần dưới của lớp 2 là trầm tích cd hơn và cố kết tốt hơn nhưng khó.

khai thác.

Nhóm 2 : Sườn tàn tích (edQ) và tàn tích (eQ) trên đá ba zan trẻ

Phan bố rộng rãi ở các vùng Xuân Lộc, Long Khánh, Vĩnh Cửu Cl

day lớp sườn tan tích va tin tích rất mỏng (từ Im đến nhỏ hơn Sm) và thường

có lẫn tang phong hóa xót bên trong Do bị phong hóa muộn, thời gian chưa.

đủ dé đá phong hóa hoàn toàn thành d „ nên lớp phủ phong hóa thưởng là sét

pha lẫn dim, cục đá gốc độ cứng chắc không dưới của lớp đất phủnày là đá ba zan lỗ rỗng xen kẹp đặc sit Tính chất cơ lý của ting phủ (edQ

không phân chia) ghi ở bảng 24.

Nhóm 3: Sườn tàn tích (edQ) và tàn tích (eQ) trên đá ba zan cỗ

Phan bồ rộng rãi ở Tây Nguyên (Đắc Lắc, Gia Lai, Kon Tum ) Chiều

day sườn tản tích khá lớn (tir 10 đến khoảng 30m) và tủy thuộc vào vị trí địalý, địa hình [7] Các đơn nguyên thứ tự từ trên xuống dưới có có tính chất cơ

ý như sau:

+ Lớp 1 (edQ): Sét mẫu nâu đỏ lẫn khoảng 5% hạt Leterit, leterit dạng.hình cầu cứng chắc, chiều day trung từ 2m đến Sm Dat tự nhiên có độ âm và.

ố rỗng cao, độ chặt khô thấp Tinh chat cơ lý ghỉ ở bảng 2.4

+ Lớp 2 (eQ): Sét màu nâu đỏ lẫn khoảng 20 - 60% sỏi sạn Leterit,leterit cứng chắc, kích thước chủ yếu tir Iem đến 3cm, chiều day trung bình tir2m đến 4m Tính chất cơ lý ghi ở bảng 2.5

+ Lớp 3 (eQ) : Sét màu nâu đỏ nhạt, nâu vàng, xám xanh, tim, đốm trắnglẫn it đá phong hóa sót, chiều day lớp từ 10m đến 20m Độ âm rit cao, độ.

rỗng rất lớn, Tính chất cơ lý ghi ở bảng 2.6