Thiết kế công trình thủy (trường đại học thủy lợi )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Bộ mơn: THỦY CƠNG BÀI GIẢNG: THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH THỦY Chương 5: ĐẬP ĐẤT Giảng viên: TS LÊ THANH HÙNG Hå Gß miÕu (Thái nguyên) Tới 869 canh tác,chống lũ quét ®iỊu tiÕt lị h¹ l−u Vhå: 5,137.103 m3, L®Ëp: 230m, Hđập: 29,8m Hồ cà giây (bình thuận) Cấp nớc 965 canh tác, cấp nớc sinh hoạt 36 000 dân c Lđập: 970,5 m, Hđập: 25,4 m Vhồ : 36,63.106 m3, hồ sông quao (Bình thuận) Cấp nớc tới cho 120 canh tác, giảm nhẹ lũ thiên tai Lđập: 886 m, Hđập: 40 m Vhồ: 73.106 m3, hå nói cèc CÊp n−íc t−íi 12 000 ha, Cấp nớc TP Thái nguyên, du lịch Hđập: 25 m Vhồ: 175.106m3, hồ cam ranh (khánh hoà) CÊp n−íc t−íi 600 ha, cÊp n−íc sinh ho¹t 70 000 dân Vhồ: 22,1.106 m3, Lđập: 734 m, Hđập: 23,2 m hồ ayun hạ (gia lai) Tới tự chảy 13 500 ha, kết hợp phát điện (công suất 2700 KW) Vhồ: 253.106 m3, Lđập: 370 m, Hđập: 36 m Chng 5: P T Đ5-1: KHI QT VỀ ĐẬP ĐẤT §5-2: NGUN TẮC THIẾT KẾ, KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP ĐẤT §5-3: TÍNH TỐN THẤM QUA ĐẬP ĐẤT §5-4: TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐẤT §5-5: CẤU TẠO ĐẬP ĐẤT §5-6: XỬ LÝ NỀN, NỐI TIẾP GIỮA ĐẬP VỚI BỜ VÀ CÁC CƠNG TRÌNH KHÁC Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-1: KHÁI QUÁT VỀ ĐẬP ĐẤT I KHÁI NIỆM CHUNG: Đập đất hay gọi đập vật liệu địa phương (VLĐP) loại công trình người xây dựng sớm Hiện đập VLĐP loại cơng trình sử dụng rộng rãi Việt Nam Thế giới Đặc điểm làm việc đập VLĐP: - Đập đất loại cơng trình ngăn nước, khơng cho nước tràn qua Để tháo lũ hay lấy nước phải có cơng trình riêng: Tràn tháo lũ, cống ngầm lấy nước - Thấm qua đập thân đập Đường mặt nước dịng thấm gọi đường bão hịa, phía đường bão hịa có khu mao dẫn với độ cao từ 0,5 ÷ 1,5m tùy loại vật liệu đắp đập 10 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-5: CẤU TẠO ĐẬP ĐẤT VII THIẾT BỊ THỐT NƯỚC: Thốt nước thân đập: a Kiểu áp mái: Cấu tạo đơn giản theo nguyên tắc tầng lọc ngược, lớp đá hộc Đỉnh cao điểm đường bão hoà 1,5m (CT cấp III, IV); 2,0m (CT cấp I, II), (Mục 4.5.5 14TCN-1572005) Loại cấu tạo đơn giản, tốn vật liệu, dễ kiểm tra, sửa chữa, khơng hạ thấp đường bão hồ 84 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-5: CẤU TẠO ĐẬP ĐẤT VII THIẾT BỊ THỐT NƯỚC: Thoát nước thân đập: b Kiểu lăng trụ: Là loại thường dùng cho mặt cắt lịng sơng, hạ lưu có nước, lăng trụ xếp đá hộc đá đổ Đỉnh lăng trụ cao mực nước hạ lưu max ứng với MNLTK 0,5 (CT cấp III trở xuống) 1m (CT cấp I, II), (Mục 4.5.4 14TCN-157-2005) Mái thượng lưu khối đá thường làm dốc 1:1, mái 1:1,5 thoải hơn, Bđỉnh > 1,5m Giữa lăng trụ thân đập có số lớp tầng lọc ngược 85 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-5: CẤU TẠO ĐẬP ĐẤT VII THIẾT BỊ THOÁT NƯỚC: Thoát nước thân đập: c Kiểu gối phẳng: - Ăn sâu vào thân đập khoảng (1/4÷1/3) bề rộng đáy đập - Dày khoảng 0,4m, làm nghiêng phía HL - Có thể làm theo hình thức liên tục khơng liên tục - Hạ thấp đường bão hồ cách rõ rệt, tiết kiệm vật liệu đá, thích hợp hạ lưu khơng có nước 86 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-5: CẤU TẠO ĐẬP ĐẤT VII THIẾT BỊ THỐT NƯỚC: Thốt nước thân đập: d Kiểu ống: - Gồm ống có đục lỗ nước, đúc sành, bêtơng, bêtơng cốt thép - Đường kính ống xác định dựa vào lưu lượng thấm, thường khoảng 15÷30cm - Nước thấm tập trung vào đường ống đặt dọc thân đập theo ống nhánh bố trí cách 15÷50m để chảy hạ lưu Có tác dụng lớn việc hạ thấp đường bão hồ 87 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-5: CẤU TẠO ĐẬP ĐẤT VII THIẾT BỊ THỐT NƯỚC: Thốt nước thân đập: e Kiểu hỗn hợp: - Thoát nước kiểu hỗn hợp phát huy mặt tốt loại, đáp ứng yêu cầu công tác quản lý trường hợp làm việc đập Lăng trụ + gối phẳng Lăng trụ + gối phẳng + áp mái Lăng trụ + áp mái Gối phẳng + ống khói 88 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-5: CẤU TẠO ĐẬP ĐẤT VII THIẾT BỊ THỐT NƯỚC: Thốt nước đập: - Để giảm áp lực nước kẽ rỗng đất sét đất pha sét - Phía HL đập khoan lỗ xuống nền, bố trí tầng lọc ngược ống bêtơng có đục lỗ nước 89 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-5: CẤU TẠO ĐẬP ĐẤT VII THIẾT BỊ THỐT NƯỚC: Thốt nước mái đập: - Để nước mưa, phịng xói mái HL - Nếu mái HL bảo vệ đá dăm, ta dùng đá hộc xây mương dọc, mương ngang để tập trung nước mưa - Nếu mái HL trồng cỏ bảo vệ, ta đào rãnh nhỏ nghiêng với trục đập 45° tạo thành ô, rãnh đổ đá dăm để tập trung nước mưa mương ngang bố trí đập chuyển sang hai bên bờ chảy xuống hạ lưu đập 90 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-1: KHÁI QUÁT VỀ ĐẬP ĐẤT §5-2: NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ, KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP ĐẤT §5-3: TÍNH TỐN THẤM QUA ĐẬP ĐẤT §5-4: TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐẤT §5-5: CẤU TẠO ĐẬP ĐẤT §5-6: XỬ LÝ NỀN, NỐI TIẾP GIỮA ĐẬP VỚI BỜ VÀ CÁC CƠNG TRÌNH KHÁC 91 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-6: XỬ LÝ NỀN, NỐI TIẾP GIỮA ĐẬP VỚI BỜ VÀ CÁC CƠNG TRÌNH KHÁC I NỀN ĐẬP: * u cầu: + Đủ cường độ chống cắt; + Chịu tải tốt; + Ít thấm nước * Phân loại: + Nền đá => cường độ chống cắt cao chịu tải tốt; + Nền sỏi, cuội => chịu tải tốt, thấm nước mạnh; + Nền sét => phải xét cường độ chống cắt; + Nền cát nhỏ có lớp bùn => loại xấu - Nền phức tạp không xử lý nguyên nhân phá hoại đập Bất kỳ đắp đập cách an toàn biết xử lý tốt 92 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-3: XỬ LÝ NỀN, NỐI TIẾP GIỮA ĐẬP VỚI BỜ VÀ CÁC CÔNG TRÌNH KHÁC II XỬ LÝ NỀN ĐẬP: Dọn xử lý nền: - Trước đắp đập phải dọn lớp mặt tầng phong hố, thơng thường phải bóc lớp dày 0,3 ÷ 1m mặt - Nếu phải đào đến tầng đá mặt tầng đá cần dọn trước đắp đập - Trong trường hợp phải bảo đảm liên kết thật tốt thân đập với 93 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-3: XỬ LÝ NỀN, NỐI TIẾP GIỮA ĐẬP VỚI BỜ VÀ CÁC CƠNG TRÌNH KHÁC II XỬ LÝ NỀN ĐẬP: Đất đập giống Đất đập khác Đập đắp đá a) Đắp đập trực tiếp nền, b) Làm chân răng, c) Xây bêtông đá 94 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-3: XỬ LÝ NỀN, NỐI TIẾP GIỮA ĐẬP VỚI BỜ VÀ CÁC CƠNG TRÌNH KHÁC II XỬ LÝ NỀN ĐẬP: Xử lý có lớp cuội sỏi dày: - Làm sân trước chống thấm - Dùng cừ chống thấm - Làm tường chống thấm đất sét bêtông - Phụt vữa để tạo nên màng chống thấm 95 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-3: XỬ LÝ NỀN, NỐI TIẾP GIỮA ĐẬP VỚI BỜ VÀ CÁC CƠNG TRÌNH KHÁC II XỬ LÝ NỀN ĐẬP: Xử lý cát nhỏ bùn: - Loại bùn cố kết nhanh không cần phải xử lý - Bùn thể lỏng cần đào giếng thoát nước để tăng tốc độ cố kết - Loại bùn chứa nhiều hạt sét khó cố kết phải đào bỏ - Loại cát bão hoà lỏng biện pháp tốt đào bỏ dùng tường răng, đóng cừ để xử lý Xử lý đất sét: - Nền đất sét cần bố trí giếng nước để rút ngắn thời gian cố kết 96 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-3: XỬ LÝ NỀN, NỐI TIẾP GIỮA ĐẬP VỚI BỜ VÀ CÁC CÔNG TRÌNH KHÁC III NỐI TIẾP GIỮA ĐẬP VỚI BỜ, CÁC CƠNG TRÌNH KHÁC: Nối tiếp đập với bờ: - Hai bờ thường có đất tàn tích đá phong hoá thấm nước mạnh, ổn định => dọn bỏ lớp dày 0,4 ÷ 0,5m đất chặt - Ở chỗ nối tiếp với bờ, thiết bị chống thấm đập phải cắm sâu vào đá tốt - Đối với đập đất đồng chất dùng chân nối tiếp với bờ - Khi nối tiếp với bờ phải ý tượng sinh lún khơng đều, xói ngầm tiếp xúc 97 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-3: XỬ LÝ NỀN, NỐI TIẾP GIỮA ĐẬP VỚI BỜ VÀ CÁC CƠNG TRÌNH KHÁC III NỐI TIẾP GIỮA ĐẬP VỚI BỜ, CÁC CƠNG TRÌNH KHÁC: Nối tiếp đập đất với cơng trình khác: * Khi nối tiếp đập với tường bên cơng trình khác cần ý: - Bảo đảm gradien thấm nhỏ trị số cho phép - Bảo đảm liên kết chặt đất đắp đập tường bên cơng trình khác HẾT Chương 98 ... 5- Tính khối lượng cơng trình 6- Thiết kế tổ chức thi cơng, dự tốn 21 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-2: NGUN TẮC THIẾT KẾ, KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP ĐẤT III KÍCH THƯỚC CƠ BẢN: Cao trình đỉnh đập: a Nguyên... Lưu lượng thấm:  h12 − h32 (h1 − h3 )T + kn ⋅ q = K d ⋅ 2( L1 + ∆L) L1 + mh1 + 0,44T   (h3 + T ) − (h4 + T ) q = K ⋅ 2δ   h42 − (h2 + a0 ) (h4 − h2 )T + kn ⋅ q = K d ⋅ L2 L2 − m1' h2... thỏa mãn yêu cầu thi cơng, sử dụng quản lý cơng trình 20 Chương 5: ĐẬP ĐẤT §5-2: NGUN TẮC THIẾT KẾ, KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐẬP ĐẤT II CÁC BƯỚC THIẾT KẾ: 1- So sánh, chọn loại đập 2- Xác định kích