TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 8216:2009 THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 8216:2009 THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 8216:2009 THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN Design standard for compacted earth dam Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định yêu cầu kỹ thuật công tác thiết kế mới, thiết kế sửa chữa nâng cấp Đập đất loại từ cấp I đến cấp V theo phân cấp đập đất tiêu chuẩn quy chuẩn hành, thi công theo phương pháp đầm nén (gọi chung Đập đất đầm nén) Tiêu chuẩn áp dụng bước thiết kế giai đoạn đầu tư xây dựng công trình thủy lợi Nội dung mức độ thiết kế thực theo quy định có liên quan tiêu chuẩn, quy chuẩn (nếu có) hành thành phần, nội dung khối lượng lập dự án đầu tư thủy lợi Tiêu chuẩn sử để sơ xác định thông số Đập đất giai đoạn quy hoạch khai thác nguồn nước Định nghĩa phân loại đập đất Tiêu chuẩn sử dụng thuật ngữ định nghĩa sau: 2.1 Định nghĩa 2.1.1 Đập đất đầm nén (compacted earth dam) Đập đất đầm nén đập xây dựng loại đất (kể vật liệu đào từ hố móng công trình, loại đá phong hóa mạnh, phong hóa hoàn toàn) thi công phương pháp đầm nén có tác dụng dâng giữ nước không cho phép để nước tràn qua Phân loại đập đất 3.1 Theo kết cấu mặt cắt ngang Đập - Đập đồng chất: Đập đắp chủ yếu loại đất có nguồn gốc có đặc trưng lý lực học gần giống nhau; - Đập nhiều khối: Đập đắp nhiều loại đất nguồn gốc, có đặc trưng lý lực học không giống xếp thành nhiều khối (từ đến đến khối); - Đập có tường lõi chống thấm (LCT) vật liệu mềm cứng; - Đập có tường nghiêng chống thấm thượng lưu vật liệu mềm cứng 3.2 Theo yêu cầu chống thấm kết hợp chống thấm thân đập - Đập có sân phủ kết hợp với tường nghiêng tường lõi chống thấm; - Đập có chân khay kết hợp tường lõi chống thấm tường nghiêng chống thấm; - Đập có màng vữa chống thấm kết hợp tường lõi chống thấm; - Đập có tường hào chống thấm (vật liệu mềm cứng), thường kết hợp với lõi chống thấm 3.3 Theo tính chất Đập Đập đất đá Đập đất đá, phân theo mềm cứng sau: - Nền cứng phong hóa vừa, nhẹ, tươi; - Nền mềm đá phong hóa mạnh đất 3.4 Theo chiều cao đập Theo chiều cao đập phân ra: - Đập cao; - Đập cao; - Đập vừa; - Đập thấp Phạm vi xác định loại đập phụ thuộc chiều cao lớn đập tính chất đất nền, đặc tính kỹ thuật hạng mục công trình thủy theo tiêu chuẩn, quy chuẩn hành quy định phân loại đập, cấp thiết kế công trình Những yêu cầu kỹ thuật thiết kế đập đất đầm nén 4.1 Yêu cầu chung, số điều kiện làm việc tượng làm việc đập đất 4.1.1 Yêu cầu chung Đập đất phải đáp ứng yêu cầu ổn định điều kiện làm việc, thời gian thi công đến khai thác sử dụng Đập đất phải đảm bảo điều kiện ổn định thấm đập, thân đập, hai vai đập vùng bờ tiếp giáp mang công trình đặt đập để không gây thấm vượt lưu lượng vận tốc cho phép, gây xói ngầm, bóc trôi vật liệu uy hiếp tính bền vững tuổi thọ công trình Đập đất phải có đủ chiều cao an toàn, chiều cao phòng lún kể thân đập Khi đập đất làm nhiệm vụ dâng giữ nước hồ chứa công trình xả lũ phải có đủ lực, kể công trình dự phòng (nếu có) để xuất lũ kiểm tra không xảy tình trạng nước tràn qua đỉnh đập (ĐĐ) 4.1.2 Điều kiện làm việc Đập đất a) Làm việc bình thường: - Thời kỳ thấm ổn định, ứng với mực nước hồ nằm phạm vi từ mực nước dâng bình thường (MNDBT) đến mực nước chết (MNC); - Hồ mực nước lớn thiết kế (MNLTK) có xét đến điều kiện rút nước nhanh phát sinh khai thác bình thường b) Làm việc không bình thường: trường hợp sau: - Thời kỳ thi công; - Hồ mực nước lớn kiểm tra (MNLKT) hình thành thấm ổn định; - Mực nước hồ giảm nhanh từ MNLTK từ MNDBT xuống đến mực nước đảm bảo an toàn cho đầu mối hồ có nguy cố vỡ đập không thấp MNC; - Các thiết bị tiêu nước thân đập làm việc không theo thiết kế (hư hỏng phần) MNDBT; - Có động đất MNDBT 4.1.3 Các tượng hư hỏng cố thường gặp - Sạt, trượt mái đập (thượng hạ lưu) đập; - Lún, sập cục mặt đập; - Thấm mạnh trôi đất đập, phần tiếp giáp với hạ lưu đập; - Thấm sủi bọt nước mái đập; - Thấm sủi bọt nước vai đập; - Thấm sủi bọt nước phần tiếp giáp đập mang công trình (Cống, Tràn xả lũ); - Lún chênh lệch mức cho phép; - Có tượng chuyển vị phía hạ lưu; - Nứt thân đập: bao gồm tượng nứt ngang nứt dọc; - Vỡ đập: Đập bị phá hoại khả giữ nước 4.2 Yêu cầu điều kiện địa chất công trình 4.2.1 Chất lượng đập Chất lượng đập có ảnh hưởng định đến việc lựa chọn vị trí tuyến đập, loại hình kết cấu đập, phải đảm bảo yêu cầu sau: a) Đối với đá - Cần làm rõ tình hình nứt nẻ chất lấp nhét hạt cát nhỏ dễ bị rửa trôi, mức độ phong hóa, độ bền chịu nén, chống cắt, độ bền thấm, tính chất hòa tan khoáng vật nham thạch, lớp xen kẹp mềm yếu bị phá hủy thấm bão hòa nước, phá hủy đứt gãy, kiến tạo vùng đập; tượng Cacxtơ đá vôi, độ dốc mái vai bờ đập… để có biện pháp xử lý thích hợp quy định dẫn điều 6; - Khi vai bờ mái đá cao, để đảm bảo ổn định lâu dài an toàn thi công cần phải xử lý để có độ dốc thoải b) Đối với đá - Cần làm rõ nguồn gốc thành tạo, chiều dày, độ nghiêng, thành phần cấp phối hạt, tính thấm nước, độ ép lún, khả chịu tải, khả sụt lở tiềm ẩn bão hòa, khả bị xói ngầm, độ bền chống cắt địa tầng độ dốc vai bờ đập,… để đánh giá độ ổn định biến dạng có biện pháp xử lý thích hợp quy định dẫn điều Khi đất đập có chứa tạp chất hòa tan nước vượt tiêu chuẩn nêu 4.2 phép xây dựng có nghiên cứu chuyên đề giải pháp phòng ngừa tin cậy, sau tiến hành công tác nghiên cứu thí nghiệm; - Các cuội sỏi, sét cát mịn, sét, không đồng khuyết tật lớn ảnh hưởng đến tính kinh tế an toàn công trình, làm cho loại hình đập đất đầm nén sau xử lý biện pháp thích hợp quy định dẫn điều 6; - Đối với cuội sỏi cần ý tính thấm nước lớn khả lôi kéo vật liệu khối đắp chúng để có biện pháp xử lý thích hợp theo quy định điều 6; - Đối với sét cát mịn cần ý tính lún không đều, sụt lở đất tiềm ẩn bão hòa, tính thấm nước, khả xói ngầm, khả hóa lỏng cát mịn xói mòn khối đắp hạ lưu chúng để có biện pháp xử lý thích hợp theo điều quy định dẫn điều 6; - Đối với không đồng nhất, cần ý chiều dày tính chất lý lực học địa tầng để có thiết kế kết cấu đập thích hợp 4.2.2 Vật liệu đắp đập Vật liệu đắp đập cần phải thỏa mãn yêu cầu làm việc phận thân đập, cụ thể là: a) Vật liệu đắp đập đất đồng chất phải đất có tiêu lý lực học tương đối giống nhau, vật liệu làm phận lọc tiêu thoát nước phải thỏa mãn cá yêu cầu quy định điều 4; b) Các vật liệu dùng đập đất đầm nén nhiều khối, việc phải đảm bảo yêu cầu chung tính bền vững tính chịu lực phải thỏa mãn yêu cầu khác phận thân đập, chủ yếu phận sau: - Bộ phận chống thấm: vật liệu phải thỏa mãn yêu cầu chống thấm tốt đảm bảo tính bền vững lâu dài; - Bộ phận chuyển tiếp: Ngoài yêu cầu chung, vật liệu phận cần có cấp phối hạt phù hợp để không cho vật liệu hai khối di chuyển vào kẽ rỗng trình làm việc; - Bộ phận gia tải: Phải đảm bảo đập ổn định không bị trượt, sạt trình làm việc tác dụng loại lực trọng lượng thân; - Bộ phận lọc tiêu thoát nước: Phải đảm bảo lọc tiêu thoát nước thấm qua thân đập đập, hạ thấp đường bão hòa không cho thoát mái đập 4.3 Bố trí chung đập đất đầm nén hạng mục công trình liên quan 4.3.1 Bố trí Đập đất cụm công trình đầu mối cần đạt yêu cầu sau: - Đảm bảo đầy đủ yêu cầu, nhiệm vụ dự án tận dụng tối đa lợi tự nhiên xã hội khu vực xây dựng công trình; - Loại trừ dòng chảy có vận tốc lớn chảy dọc theo mái thượng lưu dòng nước xói vào chân mái hạ lưu đập; - Khả tận dụng đê quai vào thân đập; - Khả phân đoạn, phân đợt để dẫn dòng thi công phần hay toàn lưu lượng sông xây dựng thuận lợi 4.3.2 Công trình tháo nước (công trình xả đáy, xả lưu lượng lũ thi công lũ khai thác) công trình lấy nước (tưới, công nghiệp) nên bố trí tách rời đập Trường hợp phải bố trí thân đập nên đặt công trình trực tiếp thiên nhiên ổn định, đồng thời phải thực biện pháp kết cấu đặc biệt để phòng chống thấm dọc theo đập xả lũ, theo quy định điều 4.3.3 Khi bố trí công trình lấy nước có áp dụng thân đập nên áp dụng kết cấu sau: - Ống thép tròn bọc bê tông đập thấp, lưu lượng lấy nước nhỏ; - Ống bê tông cốt thép ống thép đặt hành lang kiểm tra đập vừa cao, lưu lượng lấy nước lớn 4.3.4 Khi điều kiện tự nhiên thuận lợi, nên bố trí đường hầm tháo nước cống xả đáy để sử dụng dẫn dòng thi công tháo lũ, xả cạn hồ cần thiết khai thác phải có biện pháp kỹ thuật đảm bảo an toàn cho đập hạng mục công trình liền kề (nếu có) 4.3.5 Tuyến đập đất cần điều kiện địa hình khả tạo hồ, địa chất công trình vùng tuyến, loại hình đập dự kiến, biện pháp xử lý nền, bố trí hạng mục công trình cụm công trình đầu mối, qua so sánh kinh tế kỹ thuật để định 4.3.6 Khi chọn loại hình đập cần xem xét đầy đủ yếu tố sau, thông qua so sánh kinh tế kỹ thuật để định: - Điều kiện địa hình, địa chất: Chủ yếu xem xét địa hình vùng tuyến, đặc trưng nham thạch tầng phủ, cấp động đất; - Vật liệu xây dựng, trữ lượng chủng loại, vị trí điều kiện khai thác vận chuyển nhằm tận dụng tất vật liệu sẵn có đặc biệt vật liệu nằm lòng hồ ý trữ lượng chất lượng vật liệu làm phận chống thấm Khi loại vật liệu tương đối nhiều nên dùng loại đập đồng chất đập nhiều khối Khi có dùng cho loại đập có lõi tường nghiêng, dùng loại đập có tường lõi tường nghiêng chống thấm vật liệu khác (bê tông cốt thép, bê tông atphan ); - Điều kiện thi công: Dẫn dòng thi công, tháo lũ thời kỳ đầu, tiến độ phân đợt, phân đoạn thi công, cường độ đắp đập, điều kiện khí tượng thủy văn, mặt thi công điều kiện vận chuyển thiết bị thi công trình độ kinh nghiệm đơn vị thi công; - Đặc điểm bố trí cụm đầu mối, biện pháp xử lý móng, điều kiện liên kết thân đập công trình tháo nước dẫn nước; - Điều kiện khai thác, tình hình dao động mực nước thượng hạ lưu, yêu cầu bảo vệ vùng hạ lưu; - Tổng khối lượng, tiến độ thi công tổng giá thành đập đất cụm công trình đầu mối 4.3.7 Khi lựa chọn mặt cắt đập, nên theo khuyến cáo sau: - Đập đất đồng chất nên áp dụng khu vực công trình có loại vật liệu đất tương đối nhất, đáp ứng điều kiện quy định điều 4.2 nên dùng cho đập vừa thấp Bộ phận tiêu nước đập đồng chất cần phải bố trí phù hợp theo quy định điều 5; - Đập nhiều khối xu chung cho loại hình đập đất xây dựng nhiều nước giới phổ biến nước ta tận dụng triệt để loại đất đá sẵn có khu vực xây dựng công trình kể đất đá đào thải từ hố móng, đảm bảo ổn định bền vững; - Các vật liệu sử dụng đập đất nhiều khối cần tuân thủ quy định khoản b) điều 4.2.2 4.4 Yêu cầu công trình xây đúc có ảnh hưởng đến an toàn kinh tế đập đất đầm nén Các công trình xây đúc liên kết với đập thường có: Công trình tháo nước (tràn, đường hầm, cống xả cát, âu thuyền ) công trình lấy nước (cống ngầm có áp không áp, bê tông cốt thép ống thép bọc bê tông ), đập bê tông Thiết kế, xây dựng loại công trình xây đúc liên kết với đập phải đảm bảo an toàn bền vững cho đập đất cho cụm công trình đầu mối, biện pháp quy định dẫn điều 4.5 Các yêu cầu môi trường, cảnh quan thẩm mỹ Việc thiết kế xây dựng đập đất hạng mục cụm công trình đầu mối phải chấp hành quy định có liên quan Luật Bảo vệ Môi trường Cần ý vấn đề sau để có biện pháp phòng tránh, khắc phục, giảm thiểu: - Gây ô nhiễm dòng chảy mức cho phép sông, suối việc thi công hố móng công trình, khai thác mỏ vật liệu đắp đất, san lấp mặt sinh hoạt ăn người làm việc công trường Nói chung nước thải cần xử lý, giảm thiểu bụi tiếng ồn công trường; - Thay đổi cảnh quan khu vực xây dựng theo chiều hướng xấu hoạt động phát quang, khai thác gia công vật liệu, đào móng bãi thải Cần quy hoạch đầu tư để tái tạo thành nơi trồng trọt nuôi trồng thủy sản sau công trình hoàn công; - Việc khai thác mỏ vật liệu cát cuội sỏi dễ gây xói lở bờ, lòng sông suối sau này, cần xem xét để phòng tránh, hạn chế diễn biến xấu khai thác vượt mức cho phép; Toàn cụm công trình đầu mối sau hoàn thành cần đảm bảo tiêu chuẩn thẩm mỹ xây dựng phù hợp với cảnh quan, truyền thống văn hóa địa phương 4.6 Thiết kế phân đợt, phân đoạn thi công sửa chữa nâng cấp đập đất đầm nén 4.6.1 Đập đất thường có khối lượng đào đắp lớn, phải thi công nhiều năm, mùa mưa có thời đoạn phải ngừng thi công, thiết kế cần nghiên cứu phân đợt thi công biện pháp xử lý nhằm tránh hư hỏng cố mặt nối tiếp khe thi công 4.6.2 Việc phân đợt, phân đoạn thi công cần tình hình cụ thể công trình như: loại hình đập, điều kiện địa chất đập, lực tổ chức thi công, phận chống thấm tiêu thoát nước, v.v để xác định Nói chung, cần tuân thủ nguyên tắc sau: - Không tạo khe thi công đắp đất mặt liên thông từ thượng lưu xuống hạ lưu đập; - Khi bảo vệ mái đập thượng lưu cần thi công phù hợp với yêu cầu ngăn lũ tích nước hồ; - Khi cần thiết kế khối gia tải (KGT) tăng ổn định chân khay (CK) hạ lưu cần coi phận mặt cắt đập thức để tiến hành thiết kế Đỉnh khối gia tải phải nằm điểm đường bão hòa mặt cắt đập thi công đợt 4.6.3 Khi chặn dòng cần ý tính toán vấn đề sau: - Cần kiểm tra ổn định đoạn đập đất thi công giai đoạn này, phải thi công nhanh để vượt lũ, thân đập có khả xuất áp lực kẽ rỗng lớn, đập đất đồng chất đập có lõi dày với đất có độ ẩm cao; - Đoạn đập nên thiết kế có mái dốc hướng ngang nhỏ từ 1:3 đến 1:4 để đảm bảo tiếp giáp tốt khối tránh phát sinh nứt theo chiều ngang đập, dốc lớn 1:3 phải có biện pháp đầm nén đạt độ chặt cao phải qua tính toán kiểm chứng Khi cần, phải qua thí nghiệm trường để xác định; 4.6.4 Công tác dọn hố móng đập cần thực phù hợp với tiến độ thi công Các phận chống thấm đập (sân phủ, tường chống thấm) phải hoàn thành toàn phần nằm mực nước tích tương ứng 4.6.5 Tiến độ đắp đập cần phù hợp với tính chất loại vật liệu thân đập tính chất đập để đảm bảo đập không bị phá hoại trình thi công do: - Nền bị lún đột ngột mềm yếu; - Khối đất đắp loại sét, sét bị nứt nẻ, đoạn đập giáp vai đập; - Áp lực kẽ rỗng đập tăng làm giảm ứng suất hiệu quả, đất có hệ số thấm nhỏ hệ số nén lún lớn; - Khi thiết kế tổ chức thi công cần khống chế tốc độ lên đập đập cụ thể 4.6.6 Khi lập dự án đầu tư thiết kế sửa chữa lớn nâng cấp tôn cao đập đất đầm nén cần tuân thủ nguyên tắc sau: - Khảo sát đánh giá trạng công trình (hiện trạng địa hình, địa chất thân đập, trạng làm việc đập cũ công trình có liên kết với đập); - Cập nhật số liệu lũ tính toán lại khả xả lũ công trình tháo nước có, nhu cầu cấp nước khả đáp ứng công trình theo yêu cầu mới, để kiểm tra lại qui mô kích thước đập hạng mục cụm công trình đầu mối; - Tính toán lại ổn định thấm trượt, ứng suất biến dạng đập theo trạng theo yêu cầu nhiệm vụ dự án nâng cấp tôn cao đập; - Khi nâng cấp tôn cao đập đất thường dùng biện pháp tôn cao đắp dày phía hạ lưu thượng lưu Không nên dùng biện pháp tôn cao kiểu đội mũ (tức ốp hai phía ốp lên đỉnh đập) Khi áp dụng biện pháp cần có tính toán luận chứng đầy đủ Vật liệu đắp tiêu chuẩn đầm nén 5.1 Công tác điều tra, khảo sát vật liệu đắp đập 5.1.1 Điều tra khảo sát vật liệu đắp đập nhằm xác định vị trí, chất lượng, trữ lượng mỏ vật liệu đất đá thiên nhiên bao gồm vật liệu đào thải từ hố móng công trình để thiết kế loại hình đập, kết cấu mặt cắt phù hợp, thi công thuận lợi an toàn bền vững Công tác khảo sát thí nghiệm đất đá cần tuân thủ Tiêu chuẩn kỹ thuật hành liên quan 5.1.2 Các mỏ vật liệu đất cần khảo sát chủ yếu lòng hồ, hạn chế lấy đất hạ lưu; không lấy lớp đất có tác dụng chống thấm phủ cát cuội sỏi hang động vùng hồ tích nước Khi khảo sát xác định mỏ vật liệu đắp đập cần ý: - Không nên lấy đồi núi có tác dụng chắn sóng bảo vệ bờ hồ thượng lưu đập; - Không khai thác mỏ đất nằm gần đập, cao trình đỉnh đập phạm vi 10Hmax tính từ chân đập phía thượng hạ lưu hai vai, Hmax chiều cao lớn đập 5.1.3 Khối lượng khảo sát vật liệu Khối lượng khảo sát vật liệu theo cấp A, B, C hệ số dự trữ vật liệu tùy theo giai đoạn thiết kế, quy định cụ thể tiêu chuẩn, quy chuẩn hành thành phần, nội dung khối lượng công tác đào đắp khảo sát địa chất giai đoạn lập dự án thiết kế công trình thủy lợi Trong trình khảo sát cần lấy đầy đủ loại mẫu đất có tính chất đại biểu mỏ vị trí hố móng công trình để thí nghiệm tính chất lý lực học, hóa học đất đá Đối với đất đặc biệt cần phải làm thí nghiệm bổ sung nhằm xác định tính trương nở, co ngót, lún ướt, áp lực kẽ rỗng Đối với đất có chứa vật liệu thô sỏi, dăm sạn cần thí nghiệm mẫu lớn thích hợp 5.2 Chọn loại vật liệu dùng đắp đập 5.2.1 Về nguyên tắc chọn vật liệu đắp đập Các vật liệu đất đá bao gồm sản phẩm phong hóa hoàn toàn, phong hóa vừa dùng để đắp đập Tuy nhiên, vật liệu đắp phải đảm bảo yêu cầu tính bền vững, tính chịu lực chống thấm phù hợp với điều kiện làm việc phận thân đập Các loại đất sau không dùng để đắp đập trừ trường hợp đặc biệt có luận chứng tin cậy biện pháp xử lý thích hợp: - Đất có hàm lượng tạp chất hòa tan muối clorua lớn %, muối sunphat muối sunphat clorua lớn 10 % tính theo trọng lượng; - Đất có hàm lượng chất hữu chưa phân hủy hết lớn % có chất hữu phân hủy hoàn toàn trạng thái không định hình lớn % tính theo trọng lượng; - Đất cát mịn, đất bụi nặng, đất sét nặng 5.2.2 Đất phận chống thấm cần thỏa mãn yêu cầu sau: -4 - Hệ số thấm: Đối với đập đất đồng chất không lớn 1.10 cm/s; tường lõi tường -5 nghiêng, sân trước không lớn 1.10 cm/s; - Chỉ số dẻo tính ổn định thấm tốt; - Sự thay đổi thể tích bão hòa khô nước tương đối thấp, không ảnh hưởng đến tiêu độ bền biến dạng đập 5.2.3 Khi vật liệu khan phải dùng loại đất sét có tính trương nở để đắp đập làm vật liệu chống thấm đập, cần bố trí mặt cắt đập hợp lý áp dụng biện pháp sau để đảm bảo đập ổn định Các tính chất lý đặc tính trương nở-co ngót phải thông qua chuyên đề nghiên cứu riêng để xác định cần ý: - Đắp lớp bảo vệ gia tải lên tạo áp lực lớn áp lực trương nở; - Giảm nhẹ dung trọng khô (dung trọng khô đất khối lượng khô đất đơn vị thể tích đất 3 thường đo đơn vị g/cm kg/m ) độ chặt không thấp 0,95; tăng độ ẩm đất đắp lên % đến % so với độ ẩm tối ưu Wop 5.2.4 Vật liệu đắp khối gia tải bảo vệ phận chống thấm phận chuyển tiếp phải đảm bảo ổn định đập phải có cường độ chống cắt, chống nén tương đối cao Phần nước mái hạ lưu phần khu vực dao động mực nước mái thượng lưu nên đắp vật liệu có tính thấm nước lớn so với phận khối đất bảo vệ 5.2.5 Các loại vật liệu rời cát, đá sỏi, sạn, đá dăm đá khai thác từ mỏ đất đá đào thải từ hố móng công trình dùng làm lớp gia tải, làm khối gia tải hạ lưu đập nhiều khối Ngoài ra, vào tính chất chúng sử dụng thích hợp vào phận khác thân đập nhiều khối 5.2.6 Vật liệu làm tầng lọc ngược, tầng chuyển tiếp phải thỏa mãn yêu cầu sau: - Cấp phối hạt phù hợp, hàm lượng hạt có đường kính nhỏ 0,10 mm không lớn %; - Tính thấm nước theo yêu cầu kết cấu đập; - Có độ cứng lớn, khó hòa tan khó phong hóa; - Vật liệu làm tầng lọc ngược nên dùng sỏi, cát sạn thiên nhiên qua sàng tuyển, thiếu dùng hỗn hợp đá dăm phải dùng loại đá có tính kháng phong hóa không hòa tan 5.3 Các đặc trưng lý vật liệu đắp Để thiết kế đập an toàn kinh tế cần tiến hành khảo sát thí nghiệm địa kỹ thuật, địa chất thủy văn cho đập vật liệu đắp đập nhằm xác định đặc trưng liên quan đến quy trình thiết kế đập Các đặc trưng lý đập thực theo nội dung yêu cầu tiêu chuẩn, quy chuẩn hành công trình thủy công Các đặc trưng lý đất đắp đập đất dính, đất hạt rời cần xác định bao gồm: a) Thành phần hạt; b) Độ ẩm tự nhiên đất mỏ ứng với mùa điển hình năm W0; c) Độ ẩm đất đắp Wđ; d) Dung trọng khô đất đắp ; với đất hạt rời cần xác định thêm hệ số rỗng: emax tương ứng với trạng thái xốp emin tương ứng với trạng thái chặt nhất; e) Khối lượng thể tích khô đất đắp d (dung trọng khô); f) Khối lượng riêng đất đắp s ( tỷ trọng); g) Độ ẩm tối ưu đất đắp Wđ.opt khối lượng thể tích khô tối ưu đất đắp đ.opt Với đất có sét thí nghiệm xác định đại lượng có xét đến công thiết bị đầm sử dụng; h) Giới hạn chảy WL giới hạn dẻo Wp đất có sét Khi cần thiết phải xác định độ ẩm phân tử lớn Wm thành phần khoáng vật sét; i) Các đặc trưng độ bền bao gồm ma sát , lực dính đơn vị C độ bền chịu kéo trục t (cho trường hợp cần kiểm tra độ bền nứt phận chống thấm đập đất sét) xác định từ kết thí nghiệm cắt trực tiếp cho đập từ cấp III trở xuống (trừ đất đất đắp có tính chất đặc biệt) thí nghiệm cắt tương ứng khác nêu Bảng cho đập từ cấp II trở lên Với khối đập sử dụng vật liệu hạt thô có d nhỏ 4,76 mm: Đất dăm sạn, đất vụn hạt lớn, vật liệu đất đá khai thác từ hố móng, vật liệu đá cần phải tiến hành thí nghiệm mẫu lớn thí nghiệm trường để xác định tiêu nói (theo Bảng 1) Tùy thuộc vị trí khối đắp thân đập mà xác định đặc trưng bền theo trạng thái ẩm sau: - Với khối đất đắp nằm đường bão hòa cần phải xác định tiêu lý ứng với độ ẩm lớn phát sinh khối này; - Với khối đắp nằm đường bão hòa cần phải xác định tiêu lý trạng thái đất đắp bị bão hòa hoàn toàn Bảng – Xác định phương pháp thí nghiệm tiêu kháng cắt đất đắp (có d < 4,76 mm) Thời gian khống chế ổn định Phương pháp tính ứng suất Loại đất đắp Đất không dính Thời kỳ thi công Phương pháp ứng suất hữu hiệu Độ bão hòa nhỏ 80 % Đất dính Độ bão hòa lớn 80 % Phương pháp tổng Đất dính Hệ số thấm -7 0,5 m đá phong hóa mạnh, kèm theo có biện pháp xử lý thấm thích hợp đá theo điều 7.2.2; - T  1,0 m đất Vị trí tường nên đặt phần đáy phận chống thấm đập (đáy tường lõi, đáy tường nghiêng) đập nhiều khối, đặt vị trí cách chân đập thượng lưu khoảng 1/3 đến 1/2 bề rộng đáy đập đập đồng chất Bề rộng đáy chân khay xác định thông qua tính toán xõi ngầm, đảm bảo građient thủy lực nhỏ građient cho phép đất đắp tường răng, građient cho phép đất điều kiện thi công giới Đất đắp tường phải chọn lọc kỹ, nhằm đảm bảo yêu cầu chống thấm độ bền, có hệ số thấm tương tự hệ số thấm phận chốn thấm đập Các biện pháp thi công để đảm bảo chất lượng tường cần tuân thủ tiêu chuẩn thi công đập đất phương pháp đẩm nén Cần có biện pháp hỗ trợ làm khô đáy tường răng, như: - Xây dựng tường phụ; - Bố trí hệ thống tiêu hạ nước ngầm vị trí đào tường răng; - Các biện pháp tường vây bentonit, cừ thép, so sánh kinh tế cho phép 7.2.3.4 Màn chống thấm khoan dịch sét – xi măng Thích hợp bồi tích dày 10 m, phía đá nứt nẻ mạnh có lẫn đá dăm, đá tảng lớn, nước ngầm có tính ăn mòn mạnh kim loại Việc khoan tạo chống thấm cần tiến hành chưa hình thành dòng thấm nền, tức xử lý trước đắp đập Vị trí chống thấm bố trí tương tự trường hợp xử lý đá điều 7.2.2.7 Màn chống thấm phải cắm sâu vào lớp không thấm tương đối bồi tích với độ sâu đảm bảo không gây xói ngầm cho lớp không thấm Để đánh giá khả khoan tạo chống thấm bồi tích, trước tiên xem xét vị trí số khoan M: D15 đường kính hạt có 15 % trọng lượng hạt tầng cần xử lý nhỏ đường kính hạt này, tính milimét; d85 đường kính hạt có 85 % trọng lượng hạt dung dịch nhỏ đường kính hạt này, tính milimét Khi M > 15 vữa xi măng, M > 10 vữa xi măng – sét Màn chống thấm cần đáp ứng yêu cầu sau: - Về độ dày, sơ xác định theo công thức sau: H cột nước tác dụng lớn nhất, tính mét; J građient cho phép phụt, dung dịch xi măng-sét lấy J ≤ từ đến Đối với chống thấm nhiều hàng có độ sâu tương đối lớn tùy thuộc građient thấm thiết kế dộ dày khác theo độ sâu, trị số tính theo công thức độ dày lớn đỉnh - Tỷ lệ trộn dung dịch vữa xi măng – sét cần qua thí nghiệm để xác định, thông thường hàm lượng xi măng nên chiếm từ 20 % đến 50 % tổng trọng lượng dung dịch vữa phụt; - Áp lực phải thông qua thí nghiệm trường để định dự kiến theo kinh nghiệm phải bổ sung điều chỉnh trình thi công khoan phụt; - Việc thiết kế tổ chức thi công khoan chống thấm bồi tích cần tuân thủ quy định dẫn tiêu chuẩn, quy chuẩn hành quy trình kỹ thuật khoan chống thấm công trình thủy lợi 7.2.3.5 Tường hào xi măng – bentonit Thích hợp với loại hình bồi tích độ sâu, thành phần hạt, mực nước ngầm, v.v nên áp dụng cho loại đập cấp I, II bồi tích dày Tường hào xi măng – bentonit dày khoảng 0,6 m đến 1,2 m Đáy tường hào cần cắm sâu vào đá có đới thấm từ 0,5 m đến 1,0 m, gặp tầng phong hóa sâu đới đứt gãy nhàu nát cần cắm sâu chiều cao đập tình hình nhàu nát đứt gãy Đỉnh tường cắm vào phận chống thấm đập (tường lõi tường nghiêng) tối thiểu m Trong trường hợp độ sâu xử lý không vượt 1H Việc thiết kế tường hào xi măng – bentonit cần theo quy trình dẫn riêng 7.2.3.6 Tường chống thấm cừ thép Có thể áp dụng Đập đất cần chống thấm phạm vi lớp bồi tích, lớp đá tảng, đá lăn, chiều dày lớp bồi tích phù hợp với chiều dài thông dụng cừ thép có luận chứng kinh tế Khi sử dụng cừ thép cần có mũ cừ thích hợp bê tông cốt thép đất sét luyện để chống thấm Nối tiếp đập đất với nền, hai bờ vai với công trình xây đúc 8.1 Nối tiếp với đập hai bờ vai đập 8.1.1 Việc nối tiếp phải làm cho thân đập đắp đập làm việc thống nhằm đảm bảo an toàn tuổi thọ công trình Yêu cầu chung việc nối tiếp không cho phát sinh dòng thấm tiếp xúc nguy hiểm đáy thân đập với nền, không tạo lớp mềm yếu lún không dẫn đến nứt đập Sau xử lý mặt đất theo điều quy định điều 6, cần phải đầm kỹ lớp đất mặt trước đắp đập 8.1.2 Tính toán kiểm tra có biện pháp đảm bảo nguyên tắc yêu cầu lọc ngược vật liệu đắp thân đập với nền, đảm bảo không xảy dòng thấm lôi léo hạt mịn phận chống thấm gây biến dạng thấm bất lợi ảnh hưởng đến an toàn ổn định công trình 8.1.3 Một số biện pháp cần nghiên cứu áp dụng thiết kế nối tiếp đập với đập sau: - Chống xói ngầm chân khay với bồi tích cách dùng cát có thành phần hạt thích hợp làm lớp lọc lót hai mái hố móng chân khay trước đắp đất Bề dày lớp từ 0,30 m đến 1,0 m Có thể dùng vải địa kỹ thuật đập cấp III trở xuống để thi công thuận lợi; - Khi chân khay đặt vào đá phong hóa nứt nẻ cần đặt lớp lọc mái hố móng chân khay (chủ yếu phía hạ lưu) dày 0,3 m đến 1,0 m để đảm bảo yêu cầu lọc ngược Thực biện pháp xử lý quy định điều 6; - Phần đáy thân đập khối lõi tường nghiêng chống thấm, gần mặt tiếp giáp với nền, cần có lớp tiếp xúc dày từ m đến m đắp đất tốt hơn, thấm có độ ẩm cao không vượt từ % đến % so với đất phần lại bên trên, rải cẩn thận đầm chặt 8.1.4 Hai bờ vai sườn núi cần phải xử lý thân đập khối chống thấm liên kết chặt chẽ, tránh xảy lún không gây nứt thấm qua vai đập gây ổn định cho công trình Việc xử lý đào sườn núi vai đập phải đảm bảo yêu cầu sau: - Vai bờ cần phẳng, bậc thụt, dốc ngược dốc đột biến Khi vai bờ dốc không đều, o thoải dốc, góc dốc đột biến phải nhỏ 20 ; - Mái bờ vai sườn núi đá nơi tiếp giáp với khối chống thấm không dốc 1:0,5 Nếu để sườn núi dốc trị số phải có luận chứng biện pháp tin cậy chống nứt thân đập lún không gây ra; - Mái bờ vai đất thân mái phải đảm bảo ổn định điều kiện thi công khai thác không dốc 1:1,5, không xử lý thành bậc thang, mà phải làm phẳng từ đỉnh đến chân vai bờ 8.1.5 Tại vùng tiếp giáp khối chống thấm đất thấm (tường lõi tường nghiêng) với hai bờ vai nên mở rộng mặt cắt khối chống thấm để tăng khả chống thấm vai bờ đập Việc đắp đất vùng nối tiếp phải cẩn thận, thiết kế cần quy trình đắp đất riêng 8.1.6 Đối với đập cao, đá thấm lớn, khoan chống thấm, nên khoan cố kết bê tông phản áp nằm đáy khối chống thấm với đá, nhằm cải thiện điều kiện nối tiếp đập 8.2 Nối tiếp thân đập đất với công trình xây đúc 8.2.1 Các vùng thân đập nối tiếp với công trình xây đúc cống đập, tường bên tràn xả lũ, âu thuyền, đập bê tông, v.v nơi xung yếu thân đập mặt chống thấm cần phải thiết kế biện pháp nối tiếp để phòng tránh cố dòng thấm tập trung mặt tiếp xúc gây xói ngầm, lún không sinh nứt, dòng nước chảy làm xói lở mái chân đập thượng hạ lưu v.v 8.2.2 Phần công trình xây đúc, phía nối tiếp với thân đập cần bố trí tường tường cắm sâu vào khối chống thấm thân đập để kéo dài đường viền thấm, giảm građient thấm tiếp xúc thân đập kết cấu xây đúc Cống ngầm thân đập có cần làm tường cắm vào thân đập, đồng thời nên bố trí tầng lọc ngược hạ lưu bao quanh cống sau khối chống thấm để đảm bảo dòng thấm qua mặt tiếp xúc lọc qua tầng lọc không mang theo hạt đất thân đập Chiều dày tường răng, tường cắm xác định sở tính toán thấm 8.2.3 Khi nối tiếp với công trình xây đúc kiểu tường bên, độ dốc thẳng đứng mặt kết cấu bê tông nối tiếp thân đập không dốc 1:0,25 đến 1:0,50 thân đập Tại nên mở rộng mặt cắt khối chống thấm tăng thêm tầng lọc ngược hạ lưu khối chống thấm Khi độ dốc mặt tiếp xúc lớn trị số nêu cần có luận chứng áp dụng biện pháp công trình thích hợp 8.2.4 Khi đào hố móng để thi công công trình thân đập, cần có lưu không đủ rộng để việc đắp đất vào mang công trình thuận lợi Trường hợp hố móng đá không nên đào móng rộng, không cần lưu không để đổ bê tông mang công trình áp trực tiếp vào mái hố móng, tạo liên kết tốt chống thấm 8.2.5 Đắp đất mang công trình cần đảm bảo chất lượng cao từ việc làm vệ sinh hố móng trước đắp, chọn loại đất tốt đáp ứng yêu cầu hệ số thấm, dung trọng khô đầm nén độ ẩm, chiều dày rải đất, thiết bị phương pháp đầm nén, số lần đầm Thông thường diện hẹp, phải đầm thủ công, cần xử lý tốt vùng phân lớp đầm thủ công đầm giới để đảm bảo đầm nén thích hợp khối đất xung quanh khối đắp gần tường bên công trình xây đúc 8.2.6 Bộ phận chống thấm đập công trình xây đúc cần phải liên hợp với đảm bảo yêu cầu ổn định thấm công trình Thiết kế quan trắc yêu cầu lắp đặt thiết bị quan trắc 9.1 Thiết kế quan trắc Khi thiết kế đập đất cấp I đến cấp III đập có chiều cao 15 m, phải bố trí thiết bị quan trắc công trình trình thi công thời kỳ quản lý khai thác, tình trạng công trình chúng nhằm mục đích sau: - Kiểm nghiệm tính phù hợp đồ án thiết kế để kịp thời sửa đổi bổ sung thiết kế trình thi công phục vụ quản lý thi công góp phần đảm bảo chất lượng thi công; - Kiểm nghiệm tính xác thiết kế, tính thích nghi kỹ thuật mới, luận chứng vận hành an toàn liên tục công trình, dự báo tính vận hành đập tương lai, dự báo nhu cầu xử lý tu, sửa chữa, nâng cấp công trình; - Kiểm nghiệm chất lượng công trình, làm pháp lý sở kỹ thuật làm rõ trách nhiệm công trình có cố; - Phục vụ nghiên cứu khoa học, không ngừng nâng cao trình độ công nghệ xây dựng Đập Ở giai đoạn lập dự án đầu tư, cần dự kiến kinh phí công tác quan trắc để đưa vào Tổng mức đầu tư, khoảng từ 0,2 % đến 0,5 % vốn hạng mục đập đất Trong bước thiết kế kỹ thuật phải đề cập đầy đủ yêu cầu nội dung quan trắc đấu thầu cung cấp lắp đặt thiết bị Trong bước vẽ thi công tiến hành thiết kế bố trí thiết bị cụ thể lập quy trình quan trắc quy trình quản lý vận hành công trình đơn vị tư vấn thiết kế lập trình cấp có thẩm quyền duyệt 9.2 Yêu cầu chung thiết bị quan trắc Thiết bị quan trắc cần đảm bảo nguyên tắc: hiệu quả, sử dụng, xác kiên cố lâu bền, đồng thời phải đại hợp lý kinh tế Những vấn đề có liên quan đến thiết kế, lắp đặt, sử dụng, chỉnh lý tài liệu cần tham khảo quy định có liên quan tài liệu tiêu chuẩn, quy chuẩn chuyên ngành hành thiết kế bố trí bị quan trắc công trình thủy lợi TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 8216:2009 THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN Download Tiêu chuẩn xây dựng - http://tieuchuanxaydung.com Website ngành xây dựng nên tham khảo: • Đại siêu thị Sản phẩm & Vật liệu Xây dựng XAYDUNG.ORG • Trang thông tin Kiến trúc & Xây dựng Việt Nam KIENTRUC.VN • Cửa nhựa lõi thép 3AWindow http://cuanhualoithep.com • Tư vấn thiết kế nhà & Thi công xây dựng http://wedo.com.vn • Thông tin đấu thấu - thông báo mời thầu http://thongtindauthau.com • Thị trường xây dựng http://thitruongxaydung.com • Triển lãm VietBuild Online http://vietbuild.vn • Xin giấy phép xây dựng http://giayphepxaydung.com • Kiến trúc sư Việt nam http://kientrucsu.org • Ép cọc bê tông http://epcocbetong.net • Sửa chữa nhà, sửa văn phòng http://suachuanha.com ...TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 8216:2009 THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN Design standard for compacted earth dam Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định yêu cầu kỹ thuật công tác thiết kế mới, thiết kế sửa... tiêu chuẩn, quy chuẩn hành thiết kế công trình thuỷ công 5.4 Lựa chọn tiêu thiết kế đầm nén 5.4.1 Chỉ tiêu đầm nén thiết kế Chỉ tiêu đầm nén thiết kế phải xác định theo kết nghiên cứu tổng hợp yếu... nâng cấp Đập đất loại từ cấp I đến cấp V theo phân cấp đập đất tiêu chuẩn quy chuẩn hành, thi công theo phương pháp đầm nén (gọi chung Đập đất đầm nén) Tiêu chuẩn áp dụng bước thiết kế giai đoạn