Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Phân tích ảnh hưởng của biện pháp thi công đến độ ổn định của đập đất Iakrel II - Gia Lai

NHIEM VU LUẬN VAN: > Tổng quan về xây dựng đập, các hư hỏng thường gặp và nguyên nhân gây sự côcủa đập đất > Cơ sở lý thuyết tính toán thắm và 6n định của đập đất - Tính toán công dẫn dò

HINH ON DINH CUA DAP DAT HO CHUA NUOC

COSOLY THUYET

2.1 Ly thuyết tinh toán 6n định mái dốc 2.1.1 Mở đầu

Mái dốc là khối đất có mặt giới han là mặt déc (hình 1) Mái dốc được hình thành hoặc do tác nhân tự nhiên (sườn núi, bờ sông v.v ) hoặc do tác động nhân tạo (ví dụ

: taluy nền đường đào, nên dap, hố mong, thân đập dat, dé ).

Hình 2.1: Mặt cắt ngang một mái dốc Tất cả các mái đốc đều có xu hướng giảm độ dốc đến một dang ôn định hon, cuối cùng chuyển sang nam ngang và trong bối cảnh này, mat ôn định được quan niệm 1a khi có xu hướng di chuyền và phá hoại Đối với nền đường đào là do khi chon kích thước, hình dang của mái dốc chưa hop lý Các lực gây mat ổn định liên quan chủ yếu với trọng lực và thâm trong khi sức chống phá hoại cơ bản là do hình dạng mái đốc kết hợp với ban thân độ bên kháng cat của dat và đá tạo nên, do đó khi tính toán ôn định của mái dốc cần phải xét đến đây đủ các nội lực và ngoại lực.

Như chúng ta đã biết mái dốc càng thoải thì độ ôn định sẽ càng cao, nhưng khối lượng công tác đất, diện tích chiếm dụng sẽ càng lớn, điều này sẽ dẫn đến trái với quan điểm kinh tế hiện nay Vì vậy, mục tiêu cuối cùng của việc tính toán ồn định mái đốc là xác định được độ dốc mái taluy thoã mãn yêu cau kinh tế và kỹ thuật. Đập đất là một loại công trình dâng nước trọng lực làm băng vật liệu địa phương có khối lượng lớn, cho nên không có khả năng mất 6n định vẻ lật đỗ như các loại công trình trọng lực bằng bê tông khác. Đối với đập dat, van dé mat 6n định thường chỉ xảy ra dưới dạng trượt mái đốc thượng và hạ lưu khi việc lựa chọn kích thước mặt cắt đập chưa thật hợp lý.

Tính chat cơ lý của vật liệu làm thân đập là những yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến tính 6n định của mái dốc đập Tuy nhiên, đó không phải là nguyên nhân duy nhất mà độ 6n định của đập còn phụ thuộc vào các ngoại lực tác dụng khác như áp lực thủy tĩnh, áp lực thâm, lực động dat, áp lực lỗ rỗng xuat hiện trong quia trình cô kết Do đó khi tính toán ôn định của đập đất cần xét đến day đủ các nội, ngoại luc tac dung lên mái dốc đập.

Chúng ta đã biết, đối với những mái dốc có hệ số dốc càng lớn (mái thoải) thì độ ồn định càng cao nhưng trong trường hop này khối lượng vật liệu làm thân đập cũng càng lớn cho nên điều nay trái với quan điểm kinh tế Vi vậy, mục đích của việc tính toán là xác định được một cách hợp lý nhất mặt cắt đập sao cho bảo đảm ôn định trong mọi điều kiện và rẻ tiền nhất.

Theo TCVN [17], đập đất chịu các tải trọng khác nhau, và dat dap trong thân đập cũng có cường độ chống cắt khác nhau trong các thời kỳ làm việc khác nhau từ giai đoạn thi công, thi công xong, tích nước đến xả lũ, do đó can tính toán ôn định mái dốc đập trong từng thời kỳ đó: a) Thời kỳ thi công: Khi công trình đã xây dựng xong và thượng lưu có chứa nước Kiểm tra cho cả mái thượng lưu và hạ lưu b) Thời kỳ tham ốn định: Khi công trình đã xây dựng xong và nước trước đập đã dâng lên một mức nao đó Kiểm tra cho cả mái thượng lưu và hạ lưu c) Trường hợp khai thác :

+ Khi ở thượng lưu có mức nước cao nhất và hạ lưu có mức nước ứng với lưu lượng tháo lũ tương ứng với mức nước cao nhất ở thượng lưu.

+ Khi mức nước thượng lưu hạ thap đột ngộit.

Bảng 2.1: Các rường hợp tính toán kiểm tra ôn định đập dat [17]

: Mái tính TTỊ kỳ tớnh Trường hợp tớnh toỏn Tụ hợp ơ ôn định toán

Căn cứ vào khối dat đắp Thi | hình thành ở phần mái thượng Đặc Thượng lưu, công lưu, hạ lưu trong các phân đợt biệt hạ lưu thi công trong năm kề cả khi dap hoan thanh dap nhung chưa đưa vào khai thác va chế độ mực nước bat lợi, trong ứng tiễn hành kiểm tra ổn định mái thượng lưu. Ở thượng lưu là MNDBT, ở hạ lưu có nước ứng với mực C

: ej nước lớn nhat có thê xảy ra trong thời kỳ cấp nước nhưng

Hạ lưu bản không lớn hơn 0.2Hđập Ở thượng lưu là

Cơ MNLNTK, ở hạ lưu là mực Hạ lưu

Tham | nước ứng với Qxả thiết kế ồn định Ở thượng lưu là Đặc MNLNKT, ở hạ lưu là mực biệt nước ứng với Qxả kiêm tra

Hạ lưu Ở thượng lưu là MNDBT, ở hạ lưu là mực nước trung

, Đặc bình trong thời kỳ câp nước bị Hạ lưu

1ét Bộ phận tiêu nước trong dap làm việc không bình thường Ở thượng lưu là MNLNTK rút xuống đến mực nước khai thác 6n định phải Mực | giữ trong thiết kế Mực nước bản

Thượng lưu nước rút | ở hạ lưu là mực nước Ứng với

Qxả thiết kế Ở thượng lưu là

MNLNKT rút xuống đến mực nước khai thác 6n định phải giữ trong thiết kế Mực nước ở hạ lưu là mực nước ứng với

Qxả kiểm tra Ở thượng lưu là MNDBT rút xuông đên mực nước đảm bảo an toàn cho đập khi có Đặc 8 „ Thượng lưu nguy cơ sự cô, mực nước ở hạ biệt lưu tương ứng với Qxa max khi tháo nước từ hồ Ở thượng lưu là MNDBT,

9 Động | ở hạ lưu là mực nước trung Đặc Thượng lưu, đất bình trong thời kỳ cấp nước, biệt hạ lưu có xét đến động dat

Theo [22], trường hợp nguy hiểm nhất đối với mái đốc thượng lưu là khi mức nước trước đập chỉ dâng cao ở một mức lưng chừng nào đó và khi mức nước trước đập hạ xuống đột ngột Kinh nghiệm thiết kế đập dat của nhiều nước trên thé giới cho biết đối với mái đốc thượng lưu hệ số ôn định nhỏ nhất là trường hợp chiều sâu nước trước đập chỉ băng chừng 1/3 - 1/2 chiều cao đập Do đó khi tính toán 6n định mái dốc thượng lưu cân lưu ý đến trường hợp này. Đối với mái dốc hạ lưu trường hợp bat lợi nhất về mặt 6n định là khi mức nước thượng lưu cao nhất cho nên nhất thiết phải tính toán hoặc kiểm tra lại với trường hop này khi thiết kế. Đối với những đập (thân đập, hoặc lõi giữa, tường nghiêng ) làm băng vật liệu hạt bé thì trong qua trình cố kết có thé gây nên mắt 6n định cho cả hai mái dốc thượng hạ lưu (do xuất hiện áp lực nước lỗ rỗng). Đề đánh giá ổn định của mái dốc, ta dùng Phương pháp theo lý thuyết cân bang giới hạn của khối đất trượt [13] (giả thiết trước hình dạng của mặt trượt): Đặc điểm của nhóm phương pháp dùng mặt trượt giả định là không căn cứ trực tiếp vào tình hình cụ thé của tải trọng và tính chat cơ ly của dat đắp dé quy định mặt trượt cho mái dốc, mà xuất phát từ kết quả quan trac lâu dai các mặt trượt của mái dốc trong thực tế để đưa ra giả thiết đơn giản hoá về hình dạng mặt trượt rồi từ đó nêu lên phương pháp tính toán, đồng thời xem khối trượt như là một vật thé ran ở trạng thái cân bang

2.1.2 Phương trình cân bang giới hạn của khối đất trượt [1;5;13]

2.1.2.1 Các giả thuyết tính toán Để lập phương trình cân bằng giới hạn của khối đất trượt các tác giả như K.E.Pettecxơn, W Fellenius, Bishop, Sokolovski, K Terzaghi đều dựa vào công thức nồi tiếng của A.C Coulomb ( Định luật Mohr - Coulomb) dé xác định ứng suất cắt tới hạn (sức chống cắt của đất):

S~ Ứng suất cắt 2101 han tại diém bat kỳ trên mặt trượt ở trạng thai cân bằng ĐIỚớI hạn. ơn - Ứng suất pháp giới hạn (vuông góc với mặt trượt ) ở trạng thái cân bằng giới han c' - Lực đính đơn vị của dat ở trạng thai giới han ứ' - Gúc ma sỏt trong của dat ứng với trạng thỏi giới hạn của dat. u - Ap lực nước lễ rỗng.

Khi tính toán độ 6n định, mặt trượt giả định trước có thé là tròn, hỗn hợp (tổ hop các cung trượt tròn và thăng) hoặc hình dạng bat kỳ được xác định bởi hang loạt những đường thăng Chia khối đất trượt ra thành nhiều cột thăng đứng, mỗi cột đất được giới hạn bởi hai mặt phang thang đứng va được xem như một vật ran nguyên khối tựa lên trên cung trượt Có nhiều phương pháp tính toán như Ordinary, Fellenius,

Bishop, Janbu, Spencer, Morgenstern — Price, Corps of Engineers — 1, Corps of

Engineers — 2, Lowe-Karafiath, Janbu Generalized, Sarma — vertical slices Diém khác nhau cơ bản giữa các phương pháp của các tác giả nêu trên chính là việc giả thiết phương, vị trí tác dụng và giá trị của các lực tác dụng tương hỗ giữa các slice bao gồm lực cắt và lực xô ngang giữa các mảnh, phương trình cân bang lực hay moment.

Phuong trinh can bang giới han được xác định dựa trên các gia thiết : + Dat được xem như vật liệu tuân theo định luật Mohr - Coulomb.

+ Hệ số 6n định (hệ số an toàn) như nhau cho tất cả các điểm trên mặt trượt + Trạng thái cân băng chỉ xảy ra trên mặt trượt g D

- TENSION a aa Mã Laat An CRACK

Hình 2.2: Lực tac dung lên slice trong trường hop mat trượt tron

BEDROCK |

GAY VO DAP IAKREL II - GIA LAI

29 -5 24 169 nề

Cường độ trung bình toàn bộ 8 vùng ban 194.0 Cường độ thiết kế Mac 200 200.0

Trong đó: - nj: Gia trị bat nay diém thir i

- Ai: hệ số hiệu chỉnh trị số bậc nay phụ thuộc vào góc = +90°

- R¡: gia tri thứ 1 tra bảng theo catalô của sung

- Rw: giá trị trung bình của các vùng ban 3.1.5 Thống kê số liệu từ thực tế khảo sát :

Sau khi khảo sát thực tế tại công trường có thống kê số liệu thực tế như sau:

+ Thép chịu lực trong công thi công thực tế là d12 xen kẽ d14a200, lớp bê tông bảo vệ là 8cm, chiều dày cống dao động khoảng 38cm (xem Hình 3.5).

+ Mái thượng lưu chưa hoan thiện lớp bêtông 10cm va mái hạ lưu chưa trồng cỏ (xem Hình 3.2).

+ Thân công dẫn dong bi phá hoại hoàn toàn (xem hình 3.1, 3.2, 3.7), một đoạn công bị trôi về phía hạ lưu (xem hình 3.4).

+ Phân đỉnh cống bị hư hại gần như 100%, phần hai tường bên của cống bị chuyền vị ngang do áp lực đất bên tác dụng.

+ Kết quả thí nghiệm kéo thép cho thấy cốt thép chịu lực là đạt so với yêu cầu tính toán của đơn vị thiết kế yêu cau (Thép CID.

+ Kết quả khảo sát cường độ bê tông cống dẫn dòng tại hiện trường cho thấy cường độ bê tông thi công thực tế tại các vị trí khảo sát thập hơn so với thiết kế nhưng khoảng chênh lệch này tương đối nhỏ (giá trị trung bình thấp hơn so với thiết kế là khoảng 3%).

Bảng 3.3: Két quả thí nghiệm các thong số đất tại hiện trường (Thí nghiệm nén trục CU)

TT Khối đất Yk Year | GOema | Lyre dink ¢ | nám K

Khối dat dap th gq | ror cat cep trons 14.7 19.5 | 21°31° 33.2 1.6x103 lưu và hạ lưu

Nên đáy hạ lưu vẻ

Bảng 3.4: Các (hông số mặt cắt đập

A k Kich TT Thong so thước

1 | Chiều rộng đỉnh đập óm 2 | Chiều cao đập lớn nhất Hmax 27m

4 | Hệ số mái đốc mái thượng lưu mị 3.255 | Hệ số mái dốc mái thượng lưu mạ 36 | Hệ số mái dốc mái hạ lưu mị 3

7 | Hệ số mái dốc mái thượng lưu mạ 2.75

8 | Mực nước dâng gia cường (MNDGC) +206.0m

9 | Mực nước dâng bình thường (MNDBT) +203.0m

II | Cao trình cơ đập thượng lưu và hạ lưu +197.0m 12 | Cao trình chân đập thượng lưu va hạ lưu +184.0m

3.2 Nội dung phan tích, tính toán:

3.2.1 Phân tích, tính toán thắm qua đập đất:

Cần tính toán các bai toán sau:

+ Mô phỏng tính toán dòng thâm qua đập khi tích nước lúc xảy ra sự cố;

+ Xác định vị trí đường bảo hòa dé tính toán 6n định mái dốc Theo tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén TCVN 8216-2009, trị số gradient cho phép (bảng 3.5, 3.6) như sau:

Bảng 3.5: Tri số gradient cho phép |J¡]„„ ở đâu khối thân đập a Cấp công trình

Néu Jk > cac tri s6 trén thi phai thiét ké tang lọc ngược.

Bảng 3.6: Tri số gradient trung bình tới han [Jn] ở các bộ phận chống thấm

Giá trị građient cột nước cho phép trung bình đối với

Loại đất ơ Tường nghiờng và | Than và cỏc lăng

Sõn phỳ l ˆ ơ tường tâm trụ của Đập Đất sét, bê tông sét 15 12 từ 8 đến 2 Đất á sét 10 8 tir 4 dén 15Dat á cat 3 2 từ 2 đến | Ứng dụng mô hình GeoStudio2007 (Seep/W Contour) tính toán thấm qua đập khi xảy ra sự cố Các thông số cơ ly của nên, dat đắp đập dựa trên cơ sở của thiết kế và khảo sát địa chat tại hiện trường Mực nước ở mái thượng lưu đập được lay như lúc xảy ra sự có là 15.5m (bang 65% chiều cao đập).

3.2.1.1 Trường hợp 1: Tính toán tai vi tri đập dang

#80 — mo Lk Name: Upstream and Downstream Soil : Model: Saturated / Unsaturated zo L k-Ratio: 1 k-Direction: 0°

Model: Saturated / Unsaturated zm|— k-Ralin: 1

8 20 L Name: Dam Foundation ui MNTL= +199,50m Model: Saturated / Unsaturated

1a = 170 LISWY RER| ie L I I I I I HEHIELELt L Ị 1 I L 1 o a “0 60 an 10a mm la l 160 lan part) = 20 >0 = ri)

#0 — oo Name: Upstream and Downstream Soil Model: Saturated / Unsaturated zo |_ˆ K-Ratio: 1

2m |— Š ã ` Name: Core 20 F— Duong bao hoa Model: Saturated / Unsaturated oo |_ˆ

8 20 Name: Dam Foundation iw MNTL= +199,50m Model: Saturated / Unsaturated

160 lm mw — xa _ Name: Upstream and Downstream Soil - Model: Saturated / Unsaturated na |— K-Ratio: 1

2ứ Duong bóo hũa "ame:ce

Model: Saturated / Unsaturated zm |— K-Ratio: 1

Bab Name: Dam Foundation uw MNTL= +199,50m Model: Saturated / Unsaturated z0 K-Ratio: 1 ko ~ằ„m=2.75 K-Direction: 0°

Hinh 3.10 Két qua tinh tham (Total head) Chiều cao dòng thâm ha lưu H;= 1m

Gradient thâm mép hạ lưu J; = 0.309 Lưu lượng thắm don vị q=0.0134 (m?/s/m) Ta có: J„= 0.309 < ƒJJe; = 1.2 (công trình cấp III)

—> Đảm bảo điêu kiện ôn định thầm

3.2.1.2 Trường hợp 2: Tính toán tại vị trí cống dan dòng

Hình 3.8 M6 hình trong SEEP/W aan Duong bão hòa

Hinh 3.9 Két qua tinh tham (Pressure head) ay Duong bao hoa

Hinh 3.10 Két qua tinh tham (Total head) Chiều cao dòng thâm ha lưu H;= 5m

Gradient thâm mép hạ lưu J; = 0.193 Lưu lượng thắm don vị q=0.0134 (m?/s/m) Ta có: J„= 0.193 < /J¿/‹„ = 1.2 (công trình cấp IIT)

— Đảm bảo điều kiện ỗn định tham

Khi đập đất xảy ra sự cô thì đập đất vẫn đảm bảo điều kiện về ốn định thấm.

3.2.2 Phân tích, tính toán 6n định mái dốc:

Cần tính toán 6n định đập đất khi xay Ta Sự có.

Theo tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén TCVN 8216-2009, hệ số an toan ồn định nhở nhất của mái đập (bảng 3.7) như sau:

Bảng 3.7: Hệ số an toàn ôn định nhỏ nhất của mái đập [Ke] ơ da cea ved Cap đập Điêu kiện làm việc (t6 hợp tac dụng)

| II Il IV~V Binh thuong (co ban) 1,50 1,35 1,30 1,25 Dac biét 1,20 1,15 1,10 1,05

3.2.2.1 Trường hợp 1: Tính toán tai vi trí dap dâng

LETTE TTT

Hình 3.11 Mô hình đập đất trong Slope/W (Chuyển từ mô hình Seep/W)

Slip# F of 5 Centerx CenterY Radius ^

*** Denotes slip surface with force data là

| Select Critical Slip | | View Slice Info |

Hình 3.13 Hệ s6 6n định đập đất theo phương pháp Bishop Theo kết quả tính toán ổn định mái dốc, hệ số ổn định mái dốc hạ lưu K=1,571 thỏa hệ số 6n định cho phép theo tiêu chuẩn ngành TCVN 8216-2009 [K] 1,30 (đối với đập dat cấp IID).

3.2.2.2 Trường hợp 2: Tính toán tại vị trí cống dan dong

Hình 3.14 Mô hình đập đất trong Slope/W (Chuyển từ mô hình Seep/W)

Hình 3.15 Kết quả tinh ồn định đập dat (K=2.655)

Slip# Fof 5 CenterX CenterY Radius ^ 1268 2.655 *** 190,5 239 51.25

*** Denotes slip surface with Force data

Select Critical Slip View Slice Info

Hình 3.16 Hệ số ồn định đập đất theo phương pháp Bishop Theo kết quả tính toán ổn định mái dốc, hệ số 6n định mái dốc hạ lưu K=2.655 thỏa hệ số 6n định cho phép theo tiêu chuẩn ngành TCVN 8216-2009 [K] 1,30 (đối với đập dat cấp IID).

Khi đập đất xảy ra sự có thì đập đất van đảm bảo điều kiện về 6n định mái dốc.

3.2.3 Tinh toán, kiếm tra cống dẫn dòng:

Cống dẫn dòng có kích thước lọt lòng là 3.3m x 3.3m

Cân tính toán các bài toán sau:

3.2.3.1 Trường hợp 1: Kiểm tra khả năng chịu lực của công dẫn dòng khi đập mới thi công xong, đơn vi thi công bịt cống và hồ chưa tích nước.

3.2.3.1.1 Tai trọng tác dụng lên cống e Áp lực đất lên đỉnh cống:

Công thức áp dụng tính toán : qa (KN/m?) = Kyh Trong đó : y : trọng lượng riêng khô của khối đất tác dụng lên công, y = 13.7 kN/m° h : chiều cao khối đất tac dụng lên cống, h = Zaip - Zacéng (m) K: Hệ số tập trung áp lực đất, phụ thuộc vào tinh chat đất nền, phương pháp đặt cống chiều sâu chôn cống và tỷ số H/B.

1 Đâtsétbãohòa 2.Dat sét âm ướt 3 Dat cát và dat sét không âm ướt lam

“đập (m) Zdcéng (m) h (m) Y (kN/ mở) qd (kN/ m7) 207.0 186.4 20.6 13.7 169.3 e Áp lực đất nim ngang hai bên thành cống:

Công thức áp dụng tính toán :

* Tại đỉnh cống : pi = Kaqi - 2CKạ?3 = Kaga - 2CKạ°Š Trong đó: Ka: hệ số áp lực đất chủ động, Kạ = tan2(45 — @/2)

* Tại đáy cong: Đa = Kaq› - 2CKạ?3 = Ka(qa + yhc) - 2CK,”°

Trong đó: Ka: hệ số áp lực đất chủ động, Ka = tan2(45 — @/2)

C : lực dính (kPa) hc : chiều cao của công dẫn dòng (hc = 3,7m) q (kN/m?) 0) Ka C(kPa) p(kN/m?)

Bảng 3.8: Bang tổng hợp các lực tác dụng lên công

STT Thành phần "1 Tải mone tinh

| Áp lực đất trên đỉnh công kN/m 169.3 2 | Áp lực hông của đất (đỉnh) kN/m 196 3 | Áp lực hông của đất (day) kN/m 46.8 3.2.3.1.2 M6 phỏng và kết quả nội lực

Cống dẫn dòng được mô phỏng và tính toán băng phần mềm SAP2000 Do công dẫn dòng đặt lên nền đá tốt cứng, gần như không bị biến dang, vì vậy phan tiếp xúc giữa công và nên có thê được mô phỏng băng các gôi cứng.

AV AN A A AN AN AN AX AN lã, II là,

Hình 3.18 Mô hình và tải trọng tác dung lên cong

ALMA!

Hinh 3.19 Biéu dé moment va luc cat tac dung lén cong

Bé tong M200 | Cốt thép CI

Rv (Mpa) 8.5 Rs (Mpa) 512 Roi (Mpa) 0.75 R's (Mpa) 512

(Lay gia tri ung suất bên trung bình từ thí nghiệm kéo thép)

Bảng 3.9: Bang tính toán thép (THỊ)

M b h a As Bồ trí As | Kiểm

(KNm) | (mm) | (mm) | (mm) | (cm?) (cm?) tra

Qua kết quả tính toán kết cầu công dẫn dòng trong trường hợp đập dâng vừa mới thi công xong và hồ chưa tích nước, và cường độ chịu kéo của thép lây bang ứng suất bền theo kết quả kéo thép tại hiện trường (512 Mpa), thép bố trí thực tế (đ14 và d12 @200 xen kẽ) vẫn đủ kha năng chịu lực Kết quả tính toán này phù hợp với diễn biến xảy ra trên công trường, ban dau kết câu của công dẫn dòng vẫn chưa bị phá hoại khi đơn vị thi công bịt cống và hồ chưa tích nước.

3.2.3.2 Trường hợp 2: Kiểm tra khả năng chịu lực của công dẫn dòng khi xảy ra sự cố, bịt công dẫn dòng và hô chứa tích nước băng 65% chiều cao đập.

3.2.3.2.1 Tai trọng tác dụng lên cống e Áp lực đất lên đỉnh cống:

Công thức áp dụng tính toán : qa (KN/m?) = Kyh Trong đó : y : trọng lượng riêng khô của khối đất tác dụng lên công, y = 13.7 kN/m° h : chiều cao khối đất tac dụng lên cống, h = Zaip - Zacéng (m) K: Hệ số tập trung áp lực đất, phụ thuộc vào tính chất đất nền, phương pháp đặt cống chiều sâu chôn cống và tỷ số H/B.

Bảng 3.10: Ap luc dat lên đỉnh cong (TH2) x “ „ „ 3 qd

Mat cat STT Zainh (m) Z4áy (m) h(m) y (kN/m?’) (kN/m2)

: ˆ đây nôi đỉnh đập Kol -

PC HƯỢC 194 1877 63 10.0 63

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ

4.1 Kết luận Qua nội dung nghiên cứu, đánh giá độ ôn định mái dốc, ồn định thâm và kết cầu cống dẫn dòng của đập thủy điện IaKrel II nhằm tim ra nguyên nhân cũng như giải pháp khắc phục, quá trình phân tích, nghiên cứu đã cho ra kết luận sau: Đập dat vẫn đảm bảo điều kiện ồn định mái dốc và ổn định thấm khi đập vừa mới thi công xong và trong trường hợp hô tích nước 65% chiều cao đập do bịt cống dan dòng Theo kết quả tính toán 6n định mái déc, hệ số 6n định mái dốc hạ lưu K=2.655 và K= 1.571 thỏa hệ số 6n định cho phép theo tiêu chuẩn ngành TCVN 8216-2009 [K] = 1.30 (đối với đập dat cấp III) Gradient thắm /, = 0.309 và J„= 0.193 thảo Trị số gradient cho phép [Jje = 1.2 (công trình cấp IID).

Trong quá trình thi công, Chủ đầu tu và Nhà thầu thi công đã không tuân theo hướng dẫn của đơn vị thiết kế khi cho bịt nút cống dẫn dòng khi đập đất chưa thi công hoàn thiện Khi hồ tích nước do công dẫn dong được bit nút lại, mực nước thượng lưu bắt đầu dâng lên và trong đập dâng hình thành đường bão hòa, lực tác dụng lên thân cống không chỉ có áp lực dat mà còn cộng thêm phan áp lực nước 16 rỗng, do đó kết cau của công không đủ khả năng chịu lực, gây phá hoại kết câu công, từ đó làm vỡ kết cầu chính của đập dâng.

Theo kết quả tính toán trong bang 3.15, cần thay đổi thép bố trí cho cống dẫn dong là d18 và d16@150 xen kẽ thay vì theo thiết kế ban đầu là d14 và d12@200 xen kẽ để đảm bảo khả năng chịu lực của công dan dòng khi hé tích nước 65% chiều cao đập.

Ngoài ra, để giảm lượng thép ta có thể sử dụng các giải pháp chống thâm thân và nên đập dé hạ thấp đường bão hòa, giảm áp lực nước tác dụng lên công dẫn dòng khi bit nút công và hô tích nước Các giải pháp có thé sử dụng như: Thay đổi dat đắp đập và lõi chống thấm có hệ số thấm nhỏ; sử dụng phương pháp tường ngăn, sân phủ; trồng cỏ khu vực mái thượng lưu và hạ lưu, đỗ lớp bêtông 10cm cho mái thượng

4.2 Kiến nghị Qua phân tích tính toán, tác giả kiến nghị Chủ đầu tư và Nhà thầu tuyệt đối tuân thủ phương án thiết kế đã đưa ra, tránh làm sai khác hoặc không đúng quy trình, dẫn đến các hậu quả to lớn, gây ton thất về người va của Ngoài ra, nếu có sự thay đổi biện pháp thi công so với thiết kế ban dau can đưa ra giải pháp và tính toán cụ thé để không xảy ra các sự cô cho công trình.

Ngoài phân tích trên mô hình 2D, cần xét thêm mô hình phân tích 3D để kiểm tra sự chính xác của mô hình, từ đó góp phân tìm ra phương pháp tính có độ chính xác cao, phục vụ cho qua trình tính toán, áp dụng sau này.

Khi thiết kế đập đất, các biện pháp gia có mái đập thượng lưu, hạ lưu, xử lý chống thắm thân và nền đập cần được kiểm tra các giá trị ồn định cho phép.

4.3 Hướng nghiên cứu tiếp theo Nghiên cứu sự biến đổi ứng xuất trong cống dẫn dòng khi mực nước trong hồ dâng lên và rút nhanh để đưa ra phương án tối ưu, phù hợp với biện pháp thi công theo thực tế.

Nghiên cứu ồn định và biến dạng của nên đập đất bên dưới dé có biện pháp xử lý nên một cách thích hợp.

Nghiên cứu các giải pháp chống thắm cho thân đập và nên đập dé hạ thấp đường bão hòa, tăng độ 6n định cho đập dat và giảm áp lực tác dụng lên cống dan dòng.

TAI LIEU THAM KHAO

Braja M.Das (1984) Principle of Foundation Engineering PWS Publishing Company.

Bùi Trường Sơn (2009) Dia chất công trình NXB Dai học Quốc gia

Châu Ngọc An (2004) Cơ học đát NXB Đại học Quốc gia TP.HCM.

Châu Ngọc An (2005) Nền móng NXB Dai học Quốc gia TP.HCM.

Geo-Slope International Ltd (March 2008) Stability Modeling with Slope/W 2007 Version Geo-Slope International Ltd.

Geo-Slope International Ltd (March 2008) Seepage Modeling with Seep/W 2007 Version Geo-Slope International Ltd.

K.H Head Manual of Soil laboratory testing (volumn 1, 2, 3) John Wiley &

Lưu Di Tru, Nhũ Hiệu Vũ (1977) Những hự hong cua công trình thủy công và phân tích các nguyên nhân Nhà xuất bản nông nghiệp.

Muni Budhu (2006) Soil Mechanics and Foundations John Wiley & Sons, INC

[10] Ngô Tri Viéng, Nguyễn Chiến, Nguyễn Van Mao, Nguyễn Văn Hạnh, Nguyễn Cảnh Thái (2004) Giáo trinh Thủy công (iáp 1, 2) Nhà xuât bản xây dung.

[11] Nguyễn Ké Tường (2010) Anh hưởng áp lực nước lỗ rỗng đổi với sự ôn định của đập đất được dap bằng loại đất sét có tinh trương nở Luận văn Tiên sĩ kỹ thuật cấp cơ sở, Viện khoa học thủy lợi Miền Nam.

[12] Nguyễn Chiến, Hồ Sỹ Tâm (2011) Phân tích nguyên nhân gây vỡ đập KE

2/20 REC — Ha Tĩnh Dai học Thủy Lợi.

[13] Nguyễn Minh Tâm (4/2012) Bài giảng Geo-Slope Bộ môn Địa cơ nên móng.

Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM.

Phạm Cao Huyén (2005) Nghiên cứu ồn định và biến dạng của nên dat yếu ven sông, dưới công trình đường cấp 60, kết hop làm dé dé chong lũ ở Đồng

Tháp Luận văn Thạc sĩ, Đại học Bách Khoa TP.HCM.

Phạm Ngọc Văn (2010) Các giải pháp công nghệ chong thấm cho nên cát cuội sỏi Ứng dụng công nghệ hợp lý cho hỗ chứa nước Mỹ Lâm - Phú Yên.

Luận văn Thạc sĩ, Đại học Thủy Lợi.

Phạm Quang Tạ (2013) Phân tích 6n định mái dốc bằng lý thuyết phân tích toi hạn Luận văn Thạc sĩ, Dai học Bach Khoa TP.HCM.

TCVN 8216-2009 (2009) Tiéu chuẩn thiết kế đập dat dam nén Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn.

TCVN 8297-2009 (2009) Công trình thủy lợi - Đập đất — Yêu cau kỹ thuật trong thi công bằng phương pháp dam nén Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn.

TCVN 9160-2012 (2012) Công trình thủy lợi — Yêu cầu thiết kế dan dòng trong xây dựng Bộ Nông nghiệp va phát triển nông thôn.

Trương Minh Hoàng (2003) Nghiên cứu ồn định khối dat đắp và lựa chọn phương pháp thích hop để tính 6n định đê đập trên nên đất yếu, dong bằng sông Cứu Long Luận văn Thạc sĩ, Đại học Bách Khoa TP.HCM.

Trường Đại học Thủy Lợi, Bộ môn Thủy Công (2001) Đồ án môn học Thúy công Nhà xuất bản xây dựng.

Võ Thành Toàn (2011) Nghiên cứu sự ôn định cua đập hồ chứa nước khi dap bằng đất ở Phú Yên Luận văn Thạc sĩ, Đại học Bách Khoa TP.HCM.

Võ Ngọc Hà (1999) Nghiên cứu giải pháp hợp lý dé dap dé đập qua vùng dat yếu trong diéu kién dia chat tinh Tién Giang Luan van Thac si, Dai hoc Bach

[24] Võ Phan, Hoàng Thế Thao, Đỗ Thanh Hải, Phan Lưu Minh Phượng (2012).

Các phương pháp khảo sát hiện trường và thí nghiệm đất trong phòng Lưu hành nội bộ, Đại học Bách Khoa TP.HCM.

[25] Whitlow (1999) Co học dat Nhà xuất ban giáo dục.

Họ và tên: ĐẶNG NGỌC TOÀN

Ngày, tháng, năm sinh: 30/12/1987 Nơi sinh: Phú Yên

Dia chỉ liên lạc: 42 Nhat Chi Mai, phường 13, quận Tân Bình, thành phố Hồ Chí Minh Điện thoại: 0935976597 Email: ngoctoanpy(@gmail.com

- Thang 09/2005 — 02/2010: Sinh viên khoa Kỹ thuật Xây Dung - Đại học Bach Khoa thành phó Hồ Chi Minh.

- Tháng 08/2013 — nay: Học viên cao học ngành kỹ thuật xây dựng công trình ngầm - Trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh.

- Tháng 2/2010 — 10/2011: Công tác tại công ty cô phần dau tư xây dựng Uy Nam (Unicons —

- Thang 11/2011 — 11/2012: Công tác tại công ty cỗ phan dich vụ cơ khí Hàng Hải (PTSC) - Thang 12/2012 — Nay: Công tác tại công ty cô phan đầu tư xây dựng địa ốc FDC (Coteccons

UNG SUAT TÁC DỤNG LEN CONG DẪN DONG KHI CẮT MAT CAT DOC CONG DAN DONG (TRUONG HOP MUC NUOC DAT 65% CHIEU

X Y o N oN | p_active im] | [m| | [kN/m^2| | [kN/m2] | [kN/m2]

PHỤ LỤC 2 ỨNG SUẤT TÁC DỤNG LÊN CÓNG DẪN DÒNG KHI CẮT MẶT CẮT NGANG TẠI ĐỈNH CÓNG DẪN DÒNG (TRƯỜNG HỢP MỰC NƯỚC ĐẠT

Stress x Y o_N oN p_active Point [m] [m] | [kN/m^2[ | [kN/m^2[ | [kN/m^2]

PHU LỤC 3 ỨNG SUẤT TÁC DỤNG LÊN CÓNG DẪN DÒNG KHI CẮT MẶT CẮT NGANG TẠI VỊ TRÍ MỰC NƯỚC DANG (TRƯỜNG HỢP MỰC NƯỚC ĐẠT 65% CHIẾU CAO ĐẬP)

Stress x Y o_N oN p_active Point [m] [m] | [kN/m^2[ | [kN/m^2[ | [kN/m^2]

NỘI LỰC TRONG CONG DẪN DONG TRUONG HỢP HO CHUA

Frame | Station Case P V2 M3 Elem Station

Text m Text Tonf | Tonf | Tonf-m| Text m

79 0.1609 | COMI | -40.23 | -0.661 | 2.6833 79-1 0.1608779 0.3217 | COMI | -40.07 | 0.0633 | 2.7312 | 79-] 0.3217479 0.4826 | COMI | -39.91 | 0.7686 | 2.664 79-1 0.4826179 0.6435 | COMI | -39.75 | 1.4549 | 2.4849 | 79-1 0.6434879 0.8044 | COMI | -3959 | 2.1222 | 2.1969 | 79-1 0.8043579 0.9652 | COMI | -39.43 | 2.7704 | 1.8031 79-1 0.9652279 1.1261 | COMI | -39.27 | 3.3996 | 1.3066 | 79-1 1.1260979 1.287 COMI | -39.11 | 4.0098 | 0.7103 79-1 1.2869679 1.4478 | COMI | -38.95 | 4.601 | 0.0175 79-1 1.4478379 1.6087 | COMI | -38.79 | 5.1731 | -0.769 79-1 1.608779 1.7696 | COMI | -38.63 | 5.7262 | -1.6459 | 79-1 1.7695779 1.9304 | COMI | -38.46 | 6.2603 | -2.6103 | 79-1 1.9304379 2.0913 | COMI | -38.3 | 6.7754 | -3.6591 | 79-1 2.091379 2.2522 | COMI | -38.14 | 7.2714 | -4.7892 | 79-1 2.2521779 2.413 COMI | -37.98 | 7.7484 | -5.9975 | 79-1 2.4130479 2.5739 | COMI | -37.82 | 8.2064 | -7.2811 |] 79-1 2.5739179 2.7348 | COMI | -37.66 | 8.6454 | -8.6368 | 79-1 2.7347879 2.8957 | COMI | -37.5 | 9.0653 | -10.062 | 79-1 2.8956579 3.0565 | COMI |-3734194662|1-11552| 79-1 3.0565279 3.2174 | COMI | -37.18 | 9.8481 | -13.106| 79-1 3.2173979 3.3783 | COMI | -37.02 | 10.211 | -14.72 79-1 3.3782679 3.5391 | COMI | -36.86 | 10.555 | -16.391 | 79-1 3.5391379 3.7 COMI | -36.7 | 10.88 | -18.115 | 79-1 3.7103 0 COMI | -40.4 | 1.4044 | -2.5175 | 103-1 0103 0.1609 | COMI | -40.23 | 0.661 | -2.6833 | 103-1 | 0.16087103 0.3217 | COMI | -40.07 | -0.063 | -2.7312 | 103-1 | 0.32174103 0.4826 | COMI | -39.91 | -0.769 | -2.664 | 103-1 | 0.48261103 0.6435 | COMI | -39.75 | -1.455 | -2.4849 | 103-1 | 0.64348103 0.8044 | COMI | -39.59 | -2.122 | -2.1969 | 103-1 | 0.80435103 0.9652 | COMI | -39.43 | -2.77 | -1.8031 | 103-1 | 0.96522103 1.1261 | COMI | -39.27 | -3.4 | -1.3066| 103-1 | 1.12609103 1.287 COMI | -39.11 | -4.01 | -0.7103 | 103-1 | 1.28696103 1.4478 | COMI | -38.95 | -4.601 | -0.0175 | 103-1 | 1.44783103 1.6087 | COMI | -38.79 | -5.173 | 0.769 103-1 1.6087103 1.7696 | COMI | -38.63 | -5.726 | 1.6459 | 103-1 | 1.76957103 1.9304 | COMI | -38.46 | -6.26 | 2.6103 | 103-1 | 1.93043103 2.0913 | COMI | -38.3 | -6.775 | 3.6591 | 103-1 2.0913103 2.2522 | COMI | -38.14 | -7.271 | 4.7892 | 103-1 | 2.25217103 2.413 COMI | -37.98 | -7.748 | 5.9975 | 103-1 | 2.41304

103 2.5739 | COMI | -37.82 | -8.206 | 7.2811 | 103-1 | 2.57391103 2.7348 | COMI | -37.66 | -8.645 | 8.6368 | 103-1 | 2.73478103 2.8957 | COMI | -37.5 | -9.065 | 10.062 | 103-1 | 2.89565103 3.0565 | COMI | -37.34 | -9.466 | 11.552 | 103-1 | 3.05652103 3.2174 | COMI | -37.18 | -9.848 | 13.106 | 103-1 | 3.21739103 3.3783 | COMI | -37.02 | -10.21 | 14.72 103-1 | 3.37826103 3.5391 | COMI | -36.86 | -10.55 | 16.391 | 103-1 | 3.53913103 3.7 COMI | -36.7 | -10.88 | 18.115 | 103-1 3.7

NỘI LỰC TRONG CONG DẪN DONG TRUONG HỢP HO TÍCH

Output Frame Elem Frame | Station Case P V2 M3 Elem Station

Text m Text Tonf Tonf Tonk Text m

1 0.82 COMI | -18.49 | -32.15 | 7.9814 1-1 0.82 1 1.64 COMI | -18.49 | -10.72 | 25.558 1-1 1.64 1 2.46 COMI | -18.49 | 10.717 | 25.558 1-1 2.46 1 3.28 COMI | -18.49 | 32.152 | 7.9814 1-1 3.28 1 4.1 COMI | -18.49 | 53.587 21172 1-1 4.1

79 0 COMI | -57.29 | -6.453 | 1.1814} 79-1 0 79 0.1609 | COMI | -57.13 | -4.957 | 2.0987 | 79-] 0.16087 79 0.3217 | COMI | -56.97 | -35 |2.7784| 79-1 0.32174 79 0.4826 | COMI -56.8 | -2.079 | 3.2266) 79-1 0.48261 79 0.6435 | COMI | -56.64 | -0.696 | 3.4494 | 79-] 0.64348 79 0.8044 | COMI | -56.48 | 0.6495 | 3.4526 | 79-1 0.80435 79 0.9652 | COMI | -56.32 | 1.9579 | 3.2424 | 79-] 0.96522 79 1.1261 | COMI | -56.16 | 3.2289 | 2.8247 | 79-] 1.12609 79 1.287 | COMI -56 | 4.4626 | 2.2055 | 79-1 1.28696 79 1.4478 | COMI | -55.84 | 5.6589 | 1.3909 | 79-] 1.44783 79 1.6087 | COMI | -55.68 | 6.8178 | 0.3869 | 79-] 1.6087 79 1.7696 | COMI | -55.52 | 7.9394 0.8006 79-1 1.76957

103 | 1.7696 | COMI | -55.52 | -7.939 | 0.8006 | 103-1 | 1.76957103 | 1.9304 | COMI | -55.36 | -9.024 | 2.1656 | 103-1 | 1.93043103 | 2.0913 | COMI | -55.2 | -10.07 | 3.7019 | 103-1 2.0913103 | 2.2522 | COMI | -55.03 | -11.08 | 5.4037 | 103-1 | 2.25217103 2.413 | COMI | -54.87 | -12.05 | 7.2648 | 103-1 | 2.41304103 | 2.5739 | COMI | -54.71 | -12.99 | 9.2794 | 103-1 | 2.57391103 | 2.7348 | COMI | -54.55 | -13.88 | 11.441 | 103-1 | 2.73478103 | 2.8957 | COMI | -54.39 | -14.74 | 13.745 | 103-1 | 2.89565103 | 3.0565 | COMI | -54.23 | -15.57 | 16.183 | 103-1 | 3.05652103 | 3.2174 | COMI | -54.07 | -16.35 | 18.751 | 103-1 | 3.21739103 | 3.3783 | COMI | -53.91 | -17.1 | 21.443 | 103-1 | 3.37826103 | 3.5391 | COMI | -53.75 | -17.81 | 24.252 | 103-1 | 3.53913