NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG THẤM CHO NỀN ĐẬP ĐẤT
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.61 MB, 114 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
---------------------------------
LƯƠNG VĂN NGƯ
NGHI£N CøU §¸NH GI¸ C¸C GI¶I PH¸P CHèNG THÊM
CHO NÒN §ËP §ÊT
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
TP.Hồ Chí Minh – 2012
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
---------------------------------
LƯƠNG VĂN NGƯ
NGHI£N CøU §¸NH GI¸ C¸C GI¶I PH¸P CHèNG THÊM
CHO NÒN §ËP §ÊT
Chuyên ngành :
XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY
Mã số
60 – 58 – 40
:
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRỊNH MINH THỤ
TP.Hồ Chí Minh - 2012
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
-1-
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. 7
CHƯƠNG MỞ ĐẦU : TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .......................................... 8
I. SỰ CẦN THIẾT PHẢI NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẬP .... 8
II. NHỮNG VẤN ĐỀ ĐẶT RA CẦN GIẢI QUYẾT ................................................. 8
III. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI .......................................................... 9
IV. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................. 9
1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP Ở VIỆT NAM
VÀ CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG THẤM ................................................................... 10
1.1. Tổng quan về tình hình xây dựng đập ở Việt Nam ............................................. 10
1.2. Đặc điểm chung của nền đập dâng nước ở Miền Nam ....................................... 12
1.3. Khái quát về các vấn đề sự cố gây hư hỏng đập trên thế giới và Việt Nam ....... 19
1.3.1. Khái quát về sự cố công trình thủy lợi ............................................................. 19
1.3.2. Đặc điểm làm việc của đập đất......................................................................... 21
1.3.3. Đặc điểm về sự cố của đập đất ......................................................................... 21
1.3.4. Một số sự cố về đập đất đã xẩy ra ở Việt Nam ................................................ 25
1.4. Tình hình sự cố đập do biến dạng thấm gây ra ................................................... 27
1.4.1. Các biến hình thấm của đất và biện pháp phòng chống ................................... 27
1.4.2. Sự cố đập do biến dạng thấm gây ra ở nước ta ................................................ 29
1.5. Các phương pháp tính toán thấm qua nền thủy công hiện nay ........................... 30
1.5.1. Thấm qua nền đồng chất dưới đáy công trình .................................................. 30
1.5.2. Thấm qua nền không đồng nhất dưới đáy công trình, ..................................... 31
2. CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT ..................................................................... 32
2.1. Lịch sử phát triển của nghiên cứu thấm .............................................................. 32
2.1.1. Giới thiệu chung ............................................................................................... 32
2.1.2. Tầm quan trọng của lý thuyết thấm.................................................................. 33
2.2. Môi trường thấm và nguyên nhân gây ra thấm ................................................... 33
2.2.1. Môi trường thấm............................................................................................... 33
2.2.2. Nguyên nhân gây thấm ..................................................................................... 34
2.3. Phân loại dòng thấm ............................................................................................ 35
2.3.1. Theo trạng thái chảy ......................................................................................... 35
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
-2-
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
2.3.2. Theo thời gian .................................................................................................. 36
2.3.3. Theo tính chất môi trường thấm ....................................................................... 37
2.3.4. Theo đặc điểm, tính chất của biên miền thấm .................................................. 37
2.3.5. Theo tính chất không gian của miền thấm ....................................................... 38
2.4. Các định luật thấm cơ bản ................................................................................... 39
2.4.1. Định luật thấm đường thẳng ............................................................................. 39
2.4.2. Định luật thấm phi tuyến .................................................................................. 39
2.5. Các phương pháp giải bài toán thấm bằng lý thuyết cổ điển .............................. 40
2.5.1. Phương pháp cơ học chất lỏng ......................................................................... 40
2.5.2. Phương pháp thủy lực ...................................................................................... 41
2.5.3. Phương pháp thực nghiệm................................................................................ 41
2.5.4. Phương pháp số ................................................................................................ 42
2.6. Giải bài toán bằng phương pháp phần tử hữu hạn .............................................. 42
2.6.1. Trình tự giải bài toán bằng phương pháp PTHH.............................................. 42
2.6.2. Giải bài toán thấm bằng phương pháp PTHH .................................................. 45
3. CHƯƠMG 3: NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG THẤM CHO NỀN ... 51
3.1. Giới thiệu chung .................................................................................................. 51
3.2. Giải pháp chống thấm bằng tương nghiêng và sân phủ ...................................... 51
3.3. Giải pháp tường răng kết hợp lõi giữa ................................................................ 53
3.4. Giải pháp tường hào Bentonite : ......................................................................... 54
3.5. Giải pháp khoan phụt .......................................................................................... 56
3.6. Giải pháp cọc đất – xi măng ................................................................................ 59
4. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN ĐẬP ĐẤT HỒ CHỨA
NƯỚC CẦU MỚI TUYẾN VI TỈNH ĐỒNG NAI ................................................... 62
4.1. Giới thiệu chung về công trình ............................................................................ 62
4.1.1. Vị trí địa lý ....................................................................................................... 62
4.1.2. Đặc điểm địa hình ............................................................................................ 63
4.1.3. Điều kiện địa chất ............................................................................................. 64
4.1.4. Mục tiêu và nhiệm vụ của dự án ...................................................................... 69
4.1.5. Các thông số kỹ thuật chủ yếu và quy mô công trình ...................................... 69
4.2. Cơ sở lý thuyết của phần mềm Geo – Slope ....................................................... 71
4.2.1. Giới thiệu phần mềm Geo – Slope ................................................................... 71
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
-3-
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
4.2.2. Cơ sở lý thuyết thấm của Modul SEEP/W ....................................................... 72
4.3. Phân tích thấm qua nền và thân đập .................................................................... 73
4.3.1. Các trường hợp tính toán .................................................................................. 73
4.3.2. Mô hình hóa và điều kiện biên bài toán ........................................................... 73
4.3.3. Phân tích kết quả tính toán ............................................................................... 75
4.3.4. Nhận xét đánh giá kết quả ................................................................................ 98
4.4. So sánh lựa chọn giải pháp xử lý nền đảm bảo về kinh tế và kỹ thuật ............. 104
5. CHƯƠNG 5 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 106
5.1. Kết luận ............................................................................................................. 106
5.2. Những tồn tại và hạn chế................................................................................... 108
5.3. Kiến nghị ........................................................................................................... 108
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 110
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
-4-
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
THỐNG KÊ CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1-1: Thống kê một số đập đất, đá lớn ở Việt Nam ............................................. 11
Bảng 1-2: Bảng thống kê một số sự cố đập ở Việt Nam .............................................. 25
Bảng 3-1: Một số công trình xử lý nền bằng phương pháp khoan phụt ...................... 57
Bảng 4-1: Đặc trung lưu vực tuyến công trình ............................................................. 64
Bảng 4-2: Các chỉ tiêu cơ lý đề nghị tính toán của đất nền đập ................................... 67
Bảng 4-3: Các chỉ tiêu cơ lý đề nghị tính toán của đất đắp đập ................................... 68
Bảng 4-4: Các thông số cơ bản của hồ chứa Cầu Mới tuyến VI .................................. 69
Bảng 4-5: Các thông số cơ bản của tràn xả lũ và cống lấy nước ................................. 70
Bảng 4-6: Các thông số chính của đập đất tuyến VI .................................................... 70
Bảng 4-7: Hệ số thấm các khối đất đắp và đất nền ...................................................... 74
Bảng 4-8 : Kết quả lưu lượng thấm đơn vị qua đập .................................................... 98
Bảng 4-9 : Kết quả tính toán lượng mất nước của hồ ................................................ 101
Bảng 4-10 : Kết quả tính Jra và Jxt ............................................................................ 101
Bảng 4-11 : Kết quả tính tổn thất nước hồ khi độ sâu khoan phụt 10m .................... 104
Bảng 4-12 : Kết quả tính tổn thất nước hồ khi độ sâu khoan phụt 15m .................... 104
Bảng 4-13 : Kết quả tính tổn thất nước hồ khi độ sâu khoan phụt 20m .................... 105
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
-5-
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
THỐNG KÊ CÁC HÌNH VẼ
Hình 1-1: Biểu đồ phân bố hồ chứa nước trên toàn quốc ........................................... 10
Hình 2-1 : Minh họa mặt hàm xấp xỉ H của phần tử ................................................... 43
Hình 2-2 : Sơ đồ thấm qua đập.................................................................................... 45
Hình 3-1: Sơ đồ thấm qua đập có tường nghiêng + sân phủ ....................................... 52
Hình 3-2 : Sơ đồ tính thấm qua đập có tường lỡi + chân răng .................................... 53
Hình 3-3 : Tường hào chống thấm bằng Bentonite ..................................................... 54
Hình 3-4 : Kết cấu đập đất chống thấm qua nền bằng khoan phụt vữa xi măng ........ 56
Hình 3-5 : Sơ đồ tường cọc xi măng đất ..................................................................... 59
Hình 3-6 : Mô tả quá trình thi công tạo tường chống thấm ........................................ 60
Hình 4-1: Cấu tạo mặt cắt ngang đập .......................................................................... 62
Hình 4-2 : Bản đồ vị trí công trình hồ chứa nước Cầu Mới ........................................ 63
Hình 4-3 : Mặt cắt địa chất tuyến dập ......................................................................... 65
Hình 4-4 : Mặt cắt tính toán và điều kiện biên ............................................................ 74
Hình 4-5 : Mặt cắt khoan phụt sâu 20m ...................................................................... 75
Hình 4-6 : Sơ đồ lưới phần tử tính toán tại mặt cắt lòng suối ..................................... 75
Hình 4-7 : Kết quả tính lưu lượng thấm qua đập, mặt cắt lòng suối ........................... 76
Hình 4-8 : Kết quả tính lưu lượng thấm qua đập, mặt cắt vai đập .............................. 77
Hình 4-9 : Đường đẳng gradient thấm tại mặt cắt lòng suối ....................................... 78
Hình 4-10 : Kết quả tính thấm trường hợp 1a, mặt cắt lòng suối ............................... 78
Hình 4-11 : Kết quả tính thấm trường hợp 1a, mặt cắt vai đập................................... 79
Hình 4-12 : Đường đẳng gradient thấm trường hợp 1a, mặt cắt lòng suối ................. 80
Hình 4-13 : Đồ thị trường phân bố gradient trong màng thấm TH 1a ........................ 81
Hình 4-14 : Kết quả tính thấm trường hợp 1b, mặt cắt lòng suối ............................... 82
Hình 4-15 : Kết quả tính thấm trường hợp 1b, mặt cắt vai đập .................................. 82
Hình 4-16 : Đường đẳng gradient thấm trường hợp 1b, mặt cắt lòng suối ................. 83
Hình 4-17 : Đồ thị trường phân bố gradient trong màng thấm TH 1b ........................ 84
Hình 4-18 : Kết quả tính thấm trường hợp 1c, mặt cắt lòng suối ............................... 85
Hình 4-19 : Kết quả tính thấm trường hợp 1c, mặt cắt vai đập................................... 85
Hình 4-20 : Đường đẳng gradient thấm trường hợp 1c, mặt cắt lòng suối ................. 86
Hình 4-21 : Đồ thị trường phân bố gradient trong màng thấm TH 1c ........................ 87
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
-6-
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
Hình 4-22 : Kết quả tính thấm trường hợp 2a, mặt cắt lòng suối ............................... 88
Hình 4-23 : Đường đẳng gradient thấm trường hợp 2a, mặt cắt lòng suối ................. 89
Hình 4-24 : Kết quả tính thấm trường hợp 2b, mặt cắt lòng suối ............................... 90
Hình 4-25 : Đường đẳng gradient thấm trường hợp 2b, mặt cắt lòng suối ................. 91
Hình 4-26 : Kết quả tính thấm trường hợp 2c, mặt cắt lòng suối ............................... 91
Hình 4-27 : Đường đẳng gradient thấm trường hợp 2c, mặt cắt lòng suối ................. 92
Hình 4-28 : Kết quả tính thấm trường hợp 3a, mặt cắt lòng suối ............................... 93
Hình 4-29 : Đường đẳng gradient thấm trường hợp 3a, mặt cắt lòng suối ................. 94
Hình 4-30 : Kết quả tính thấm trường hợp 3b, mặt cắt lòng suối ............................... 95
Hình 4-31 : Đường đẳng gradient thấm trường hợp 3b, mặt cắt lòng suối ................. 96
Hình 4-32 : Kết quả tính thấm trường hợp 3c, mặt cắt lòng suối ............................... 97
Hình 4-33 : Đường đẳng gradient thấm trường hợp 3c, mặt cắt lòng suối ................. 98
Hình 4-34 : Quan hệ lưu lượng thấm qua nền đập với chiều sâu khoan phụt ........... 100
Hình 4-35 : Quan hệ lưu lượng thấm qua thân đập với chiều sâu khoan phụt.......... 100
Hình 4-36 : Quan hệ lưu lượng thấm qua nền với chiều dày màng khoan phụt ....... 101
Hình 4-37 : Quan hệ giữa Gradient cửa ra với chiều sâu khoan phụt ....................... 102
Hình 4-38 : Quan hệ giữa Gradient cửa ra với chiều dày màng khoan phụt ............ 103
Hình 4-39 : Quan hệ giữa Gradient xuyên thủng với chiều sâu khoan phụt ............. 103
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
-7-
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
LỜI CẢM ƠN
Luận văn "Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập
đất" được hoàn thành nhờ sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo, bạn bè
đồng nghiệp, cơ quan và gia đình.
Có được thành quả này là nhờ sự truyền thụ kiến thức của các thầy, cô
giáo trực tiếp giảng dạy và công tác tại Trường Đại học Thủy lợi… trong suốt
thời gian tác giả học tập tại trường.
Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô giáo. Trường
Đại học Thủy lợi trong thời gian học tập tại đây, sự quan tâm giúp đỡ của Ban
Lãnh đạo Công ty cổ phần đầu tư và xây 40, gia đình, bạn bè đồng nghiệp trong
công tác và học tập để hoàn thành luận án này.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS – TS. Trịnh Minh Thụ đã
tận tình hướng dẫn chỉ bảo và cung cấp các tài liệu cần thiết cho luận văn này.
TP.HCM, ngày 27 tháng 8 năm2012.
Lương Văn Ngư
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
-8-
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
CHƯƠNG MỞ ĐẦU : TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
I. SỰ CẦN THIẾT PHẢI NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẬP
Đập thường chiếm một vị trí quan trọng trong cụm công trình đầu mối
của các hồ chứa hoặc các công trình dâng nước. Ở nước ta, đập đất được xây
dựng rất phổ biến do đặc điểm an toàn, kinh tế và đảm bảo vệ sinh môi trường
xây dựng. Đập đất có thể xây dựng trên nhiều loại nền, dễ thích ứng với độ lún
của nền, ít bị nứt nẻ gây phá hoại đập…Do các đặc tính ưu việt đó nên đập đất
ngày càng được phổ biến rộng rãi ở nước ta cũng như trên thế giới.
Trong thời gian gần đây hàng loạt các công trình mất ổn định do vấn đề
biến dạng thấm gây nên (Đập Suối Hành, Đập Phú Ninh, Đập Cà Giây, đập
Ngãi Sơn Đồng Mô…). Cho đến hiện nay, các vấn đề xử lý chống thấm cho nền
các công trình thủy công đã được nghiên cứu và ứng dụng khá phổ biến ở Việt
Nam, tuy nhiên mỗi phương pháp chống thấm thường chỉ phù hợp và mang lại
những hiệu quả nhất định ứng với từng kiểu cấu trúc đất nền. Do đó việc nghiên
cứu các biện pháp chống thấm cho các công trình thủy công nói chung và cho
đập đất nói riêng là vấn đề hết sức cấp bách có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
Để giải quyết được các vấn đề cấp bách đã đặt ra, đề tài tập trung nghiên
cứu các giải pháp chống thấm nền các công trình thuỷ công đã, đang được áp
dụng tại nhiều nước trên thế giới. Tính toán chống thấm xử lý nền cho công
trình cụ thể, trên cơ sở đó phân tích những ưu nhược điểm của mỗi phương
pháp từ đó kiến nghị giải pháp chống thấm xử lý nền hữu hiệu đảm bảo an toàn
và kinh tế.
II. NHỮNG VẤN ĐỀ ĐẶT RA CẦN GIẢI QUYẾT
Cho đến nay, các vấn đề xử lý nền các công trình thủy công đã được
nghiên cứu và ứng dụng khá phổ biến ở Việt Nam, tuy nhiên mỗi phương pháp
thường chỉ phù hợp và mang lại những hiệu quả nhất định ứng với từng kiểu
cấu trúc đất nền.
Trong tương lai, các công trình đập đất xây dựng mới sẽ yêu cầu về tiến
độ, hiệu quả kinh tế và chất lượng công trình ngày một càng cao. Bên cạnh đó,
các đập đất đã và đang được xây dựng cũng cần được nghiên cứu, đánh giá về
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
-9-
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
tình trạng hoạt động, điều kiện địa chất nền, các biện pháp xử lý nền đã chọn
(nếu có) để dự báo và chủ động ứng xử kịp thời với các sự cố mất an toàn công
trình.
Qua phân tích ở trên cho thấy vấn đề đặt ra cần giải quyết là: Cần thiết
phải tiến hành việc nghiên cứu các biện pháp xử lý nền đập đất mang tính tổng
hợp, chuyên sâu đối với công tác xây dựng đập đất, công tác dự báo sự cố nền
đập và lựa chọn biện pháp xử lý nền đập nói riêng.
III. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
- Nêu cơ sở khoa học và thực tiễn của mỗi phương pháp chống thấm.
- Tính toán thấm qua nền đập đất cho mỗi phương pháp xử lý nền. Phân
tích tính ổn định và tính kinh tế cho mỗi phương án tính toán. Tìm ra các giải
pháp xử lý chống thấm nền hữu hiệu.
- Kiến nghị phương pháp xử lý nền đập hợp lý cho công trình hồ chứa
nước Cầu Mới tuyến VI, huyện Long Thành, Cẩm Mỹ tỉnh Đồng Nai.
IV. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
+ Nghiên cứu các cơ sở lý thuyết về tính thấm qua nền và thân đập.
+ Các phương pháp xử lý chống thấm cho nền thấm nước mạnh.
+ Tính toán thấm qua nền thấm nước mạnh bằng phương pháp giải tích và
phương pháp phần tử hữu hạn ứng với từng giải pháp chống thấm xử lý nền.
+ Phân tích về mặt kinh tế và kỹ thuật của từng phương án xử lý nền, kiến
nghị giải pháp xử lý nền hữu hiệu cho công trình tiêu biểu.
2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu và áp dụng tính toán cho một công trình cụ thể đó
là hồ chứa nước Cầu Mới tuyến VI, tại tỉnh Đồng Nai nơi có tầng đá phong hóa
nứt nẻ, thấm nước mạnh dưới nền công trình đập đất.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
- 10 -
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP Ở VIỆT
NAM VÀ CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG THẤM
1.1. Tổng quan về tình hình xây dựng đập ở Việt Nam
Theo con số thống kê của Bộ NN&PTNT năm 2002 cả nước ta đã có 1.967
hồ (dung tích mỗi hồ trên 0,2.106 m3). Trong đó có 10 hồ thủy điện có tổng
dung tích 19 tỷ m3 còn lại là 1.957 hồ thủy nông với dung tích 5,842 tỷ m3. Nếu
chỉ tính các hồ có dung tích từ 1triệu m3 nước trở lên thì hiện nay có 587 hồ có
nhiệm vụ tưới là chính.
Các hồ chứa phân bố không đều trên phạm vi toàn quốc. Trong số 61 tỉnh
thành nước ta có 41 tỉnh thành có hồ chứa nước (xem hình 1-1). Các hồ xây
dựng không đều trong từng thời kỳ phát triển của đất nước. Tính từ năm 1960
trở về trước khu vực miền Bắc và miền Trung xây dựng khoảng 6%. Từ năm
1960 đến năm 1975 xây dựng được khoảng 44%. Từ năm 1975 đến nay xây
dụng khoảng 50%.
Hình 1-1: Biểu đồ phân bố hồ chứa nước trên toàn quốc
Ở nước ta đập vật liệu địa phương đóng vai trò chủ yếu. Đập vật liệu địa
phương tương đối đa dạng. Đập đất được đắp bằng các loại đất: Đất pha tàn tích
sườn đồi, đất Bazan, đất ven biển miền Trung. Phần lớn các đập ở miền Bắc và
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
- 11 -
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
miền Trung được xây dựng theo hình thức đập đất đồng chất hoặc nhiều khối.
Một số năm gần đây, công tác thiết kế, xây dựng đập đất đã sử dụng một số
công nghệ mới như tường lõi chống thấm bằng các tấm bê tông cốt thép liên kết
khớp ở đập Tràng Vinh, thảm sét bentonite cho đập Núi Một, hào bentonite cho
đập Eaksup - Đăk Lắc…Vùng Tây Nguyên và Nam Trung Bộ phải sử dụng đất
có hàm lượng sét cao, sử dụng nhiều loại đất không đồng chất, sử dụng các hình
thức đập nhiều khối có bố trí thiết bị thoát nước kiểu ống khói đã cải thiện được
tình hình dòng thấm qua đập.
Bảng 1-1: Thống kê một số đập đất, đá lớn ở Việt Nam
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Tên hồ
Suối Hai
Đa Nhim
Suối Hai
Thượng Tuy
Thác Bà
Cẩm Ly
Tà Keo
Cấm Sơn
Vực Trống
Đồng Mô
Tiên Lang
Pa Khoang
Hòa Bình
Yên Mỹ
Yên Lập
Vĩnh Trinh
Núi Một
Liệt Sơn
Phú Ninh
20
21
22
23
24
25
26
27
28
Núi Cốc
Xạ Hương
Sông Mực
Quất Động
Xạ Hương
Hoà Trung
Hội Sơn
Dầu Tiếng
Biển Hồ
TT
Tỉnh
Hà Tây
Lâm Đồng
Hà Tây
Hà Tĩnh
Yên Bái
Quảng Bình
Lạng Sơn
Bắc Giang
Hà Tĩnh
Hà Tây
Quảng Bình
Lai Châu
Hòa Bình
Thanh Hoá
Quảng Ninh
Quảng Nam
Bình Định
Quảng Ngãi
Quảng Nam
Thái
Nguyên
Vĩnh Phúc
Thanh Hoá
Quảng Ninh
Vĩnh Phúc
Đà Nẵng
Bình Định
Tây Ninh
Gia Lai
Loại Đập
Đất
Đất
Đất
Đất
Đá
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất/đá
Đất
Đất/ Đá
Đất
Đất
Đất
Đất
Hmax (m)
29
38
29
25
45
30
35
41,5
22,8
21
32,3
26
128
25
40
23
32,5
29
40
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
27
42
33,4
22,6
41
26
29
28
21
Năm hoàn thành
1964
1963
1964
1964
1964(XD)
1965
1972
1974
1974
1974
1978
1978
1978(XD)
1980
1980
1980
1980
1981
1982
1982
1982
1983
1983
1984
1984
1985
1985
1985
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
Núi Một
Vực Tròn
Tuyền Lâm
Đá Bàn
Kẻ Gỗ
Khe Tân
Kinh Môn
Khe Chè
Phú Xuân
Sông Rác
Thuận Ninh
Đồng Nghệ
Sông Quao
42
43
44
45
Gò miếu
Cà Giây
Ayun Hạ
Sông Hinh
Easoupe
thượng
Lòng Sông
Tân Giang
Sông Sắt
Sông Sào
Hà Động
Cửa Đạt
Tả Trạch
46
47
48
49
50
51
52
53
54 Nước Trong
55 Hoa Sơn
56 Định Bình
57 Iamơ
- 12 -
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
Bình Định
Quảng Bình
Lâm Đồng
Khánh Hoà
Hà Tĩnh
Quảng Nam
Quảng Trị
Quảng Ninh
Phú Yên
Hà Tĩnh
Bình Định
Đà Nẵng
Bình Thuận
Thái
nguyên
Ninh thuận
Gia Lai
Phú Yên
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
30
29
32
42,5
37,4
22,4
21
25,2
23,7
26,8
29,2
25
40
1986
1986
1987
1988
1988
1989
1989
1990
1996
1996
1996
1996
1997
Đất
Đất
Đất
Đất
30
35,4
36
50
1999
1999
1999
2000
Đăk Lắc
Bình Thuận
Ninh Thuận
Ninh thuận
Nghệ An
Quảng Ninh
Thanh Hóa
T.T. Huế
Đất
Bê tông
Bê tông
Đất
Đất
Đất
Đá đổ
Đất
27
35
38
29
30
30
118,5
56
2005
2006
2006
2007
Đang xây dựng
Đang xây dựng
Đang xây dựng
Đang xây dựng
Quảng Ngãi
Khánh Hòa
Bê tông
đầm lăn
Đất
72
29
Đang xây dựng
Đang xây dựng
Bình Định
Đăk Lắk
Bê tông
đầm lăn
Đất
50
32
Đang xây dựng
Đang xây dựng
1.2. Đặc điểm chung của nền đập dâng nước ở Miền Nam
Nam Trung Bộ, Đông Nam Bộ và Tây Nguyên thuộc khu vực Trường Sơn
Nam, có cấu trúc địa hình, địa mạo khá phức tạp, bao gồm một hệ thống núi và
cao nguyên với những thung lũng và đồng bằng giữa núi. Địa hình cao nguyên
nhiều bậc là dạng đặc trưng nhất của bộ mặt khu vực này, từ độ cao trên 1.500m
của sườn tây dãy Trường Sơn như cao nguyên Đà Lạt với đỉnh Ngọc Linh cao
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
- 13 -
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
tới 3.143m và thấp dần về phía Đông giáp với biển Đông, thuận chiều đón gió
Tây Nam.
Mạng sông suối phát triển dày đặc và có quá trình xâm thực mạnh, do độ
dốc địa hình đáng kể. Dãy núi Trường Sơn Nam là phân thủy giữa lưu vực sông
Mê Kông và các hệ thống sông đổ về Biển Đông như Sông Ba, Sông Đà Rằng,
Sông Đồng Nai, còn dòng sông chính đổ về phía Tây nhập với sông Mê Kông là
sông Sê Rê Pok (Sê San). Đặc điểm cơ bản của hệ thống sông suối trong khu
vực nghiên cứu là trắc diện dọc chưa đạt được trạng thái cân bằng, lòng sông có
dạng phân bậc rõ ràng và nhiều ghềnh thác. Sông thường được chia thành ba
đoạn chính có độ dốc khác nhau : đoạn miền núi, đoạn qua miền cao nguyên và
đoạn qua vùng đồng bằng bóc mòn Pediment. Ở chân vách các bề mặt san bằng
chuyển xuống Pediment thường tạo thành hồ, đầm lầy.
Các thung lũng sông miền núi thường hẹp và có sườn dốc, đáy sông trơ đá
gốc, đá tảng, cuội sỏi, nhưng khi đổ ra bề mặt cao nguyên hay bề mặt đồng
bằng thì thung lũng sông thường mở rộng, tạo vùng bồi tích rộng nhưng thường
là không dày, phủ trực tiếp lên trên các bề mặt bóc mòn phong hóa cổ, đôi khi
phủ trên trầm tích Neogene hay Basalt.
Các cao nguyên và bình sơn nguyên phân bố ở nhiều độ cao khác nhau, từ
300 - 400m đến 1.500 ÷ 1.700m và có tuổi khác nhau từ Paleogen đến Đệ Tứ.
Chúng là mặt bán bình nguyên Peneplain hoặc tiền sơn nguyên Pediment có vỏ
phong hóa dày tới 50m. Nhìn chung các cao nguyên thuộc khối tảng nâng cao
chủ yếu có Basalt tuổi cổ hơn, còn các khối tảng nâng yếu là Basalt trẻ hơn. Cao
nguyên Đà Lạt được giới hạn ở tất cả các phía bởi vách dốc, gồm hai bề mặt có
cao độ 1.700 ÷ 1.900m và 1.300 ÷ 1.600m được thành tạo từ cuối Paleogen đến
Miocene. Còn các cao nguyên khác, mà thực chất chưa phải là cao nguyên điển
hình, thường là các bề mặt Basalt được tích tụ trong các thung lũng, hồ cổ hoặc
Pediment. Các bề mặt đó được hoạt động tân kiến tạo nâng lên dạng vòm hoặc
bậc và đều bị chia cắt mạnh. Về hình thái chúng có thể được chia thành hai
kiểu: kiểu thứ nhất là các bề mặt nằm ngang được giới hạn một phía là sườn núi
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
- 14 -
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
bậc cao hơn và một phía là sườn vách chuyển xuống bậc thấp hơn như cao
nguyên Di Linh, Kon Plông, Ma Drak; kiểu thứ hai có bề mặt dạng vòm, nổi
cao ở giữa và dốc thoải dần ở xung quanh như Pleiku, Buôn Mê Thuột, Đăk
Nông.
Về địa tầng thì trừ phần đồng bằng ven biển, khu vực nghiên cứu gồm hai
khối địa chất lớn là khối nâng Kontum với đặc điểm phân bổ phần lớn là các đá
cổ và khối hoạt hóa Mezozoi muộn- Kainozoi sớm Đà Lạt với đặc điểm phân bổ
rộng rãi trầm tích lục nguyên J 1-2 và các đá trẻ hơn.
Theo đặc điểm cấu tạo địa tầng, nền địa chất miền Đông Nam Bộ có thể
chia ra các loại chủ yếu theo nguồn gốc là đất Aluvi và đất sườn tàn tích hoặc
đất tàn tích trên các loại đá gốc khác nhau. Các loại đất thường gặp ở Miền
Nam có thể chia ra làm 6 nhóm sau:
Nhóm 1: Đất trầm tích sông cổ và trẻ (aQ) phân bố ở các thung lũng sông :
Gồm Aluvi cổ phân bố ở các thung lũng sông lớn: Sông Pô Cô, Sông
Đồng Nai… ; Aluvi hiện đại gồm các trầm tích lòng sông bãi bồi và các bậc
thềm, Chúng thường cấu tạo bởi các loại đất sét hoặc á sét phân bố trên các bậc
thềm sông với độ dày thường nhỏ hơn 5m. Hàm luợng sét thường từ (15÷35)%
có thể sử dụng để đắp đập đồng chất hoặc lõi của đập không đồng chất. Trong
thực tế , đất Aluvi phát triển ở các bậc thềm dọc sông suối miền núi rất hẹp, trữ
lượng ít. Phần lớn diện tích được canh tác nên chỉ khai thác được một ít trong
lòng hồ trước khi ngập nước.
Các trầm tích sông hiện đại phân bố ở lòng sông và bãi bồi, chúng chưa
được cố kết tự nhiên tốt. Thành phần chính là bùn sét, bùn sét pha, cát rời kém
chặt. Khảo sát từ lớp mặt trở xuống, tính chất cơ lý của các lớp như sau:
* Lớp 1: Bùn sét, bùn á sét, Với các chỉ tiêu cơ lý như sau:
- Dung trọng tự nhiên:
γ w = (1,4÷1,7) T/m3.
- Độ sệt:
B≥ 1,0.
- Góc ma sát trong:
ϕ = 30÷ 60.
- Lực dính:
C = 0,03÷ 0,08 kG/cm2.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
- 15 -
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
- Hệ số rỗng:
E 0 = 1,2 ÷ 2,0
- Hệ số nén:
a 1-2 = 0,030 ÷ 0,060 cm2/kG.
- Hệ số thấm:
K = 10-5 ÷ 10-7 cm/s.
* Lớp 2: Cát rời. Với các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất.
- Góc ma sát trong:
ϕ = 300÷ 320.
- Hệ số rỗng Min:
E min = 0,5 ÷ 0,6.
- Hệ số rỗng Max:
E max = 0,8 ÷ 0,9.
- Hệ số thấm:
K = 10-2 ÷ 10-3 cm/s.
Phần dưới của lớp 2 là các trầm tích cổ hơn và cố kết tốt hơn.
Nhóm 2: Sườn tàn tích (edQ) và tàn tích (eQ) trên đá Bazan trẻ (BQ II-IV );
Phân bố rộng rãi ở Xuân Lộc, Long Khánh, Vĩnh Cửu … tỉnh Đồng Nai,
lớp này thường có chiều dày khá mỏng (nhỏ hơn 5m) và thường có lẫn đá tảng
chưa phong hóa hết bên trong. Vì thời gian phong hóa ngắn nên đá chưa bị
phong hóa triệt để thành đất, do đó lớp đất này thường có lẫn đá dăm sạn, đá
cục với mức độ rắn chắc không đều, phần dưới lớp phủ này là đá Bazan lỗ rỗng
xen kẹp đặc xít có chiều dày phân bố không đều. Tính chất cơ lý của tầng địa
phủ (edQ không phân chia) như sau:
- Dung trọng tự nhiên:
γ w = (1,68÷1,73) T/m3.
- Độ sệt:
B≤ 0,0.
- Góc ma sát trong:
ϕ = 150÷ 220.
- Lực dính:
C = 0,2÷ 0,3 kG/cm2.
- Hệ số rỗng:
E 0 = 1,1 ÷ 1,4.
- Hệ số nén:
a 1-2 = 0,030 ÷ 0,060 cm2/kG.
- Hệ số thấm:
K = 10-4 ÷ 10-5 cm/s.
Nhóm 3: Sườn tàn tích (edQ) và tàn tích (eQ) trên đá Bazan cổ (BN 2 -Q 1 );
Có nhiều ở tỉnh Bình Phước và hầu hết Tây Nguyên, xuất hiện rải rác ở
Đồng Nai, Bà Rịa Vũng Tàu, bề dày phong hoá thường khá lớn, từ 10 đến 30m,
tuỳ thuộc vào vị trí địa lý và địa hình. Đá gốc thường là đá Bazan đặc xít xen ít
Bazancó lỗ rỗng. Các đơn nguyên theo thứ tự từ trên xuống.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
- 16 -
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
- Lớp 1 (edQ): Sét màu nâu đỏ lẫn khoảng 5% sạn Laterit, dạng hình cầu
cứng chắc, chiều dày trung bình từ (2 ÷ 5)m, ở dạng tự nhiên đất có độ ẩm và hệ
số rỗng cao, độ chặt thấp, có các chỉ tiêu cơ lý như sau :
- Dung trọng tự nhiên:
γ w = (1,55÷1,65) T/m3.
- Độ sệt:
B≤ 0,0.
- Góc ma sát trong:
ϕ = 160÷ 200.
- Lực dính:
C = 0,25÷ 0,35 kG/cm2.
- Hệ số rỗng:
E 0 = 1,3 ÷ 1,5.
- Hệ số nén:
a 1-2 = 0,070 ÷ 0,090 cm2/kG.
- Hệ số thấm:
K = 10-4 ÷ 10-5 cm/s.
- Lớp 2 (eQ): Sét màu nâu đỏ lẫn khoảng (20÷ 60) % sạn Laterit. Laterit
cứng chắc, kích cỡ từ (1÷ 3)cm, chiều dày trung bình từ (2 ÷ 4)m, lớp này có
mặt không thường xuyên trên mặt cắt, xuất hiện nhiều ở nơi có địa hình cao như
Bình Phước, Lâm Đồng (cao trình >190m). Ở những nơi thấp hơn chỉ có mặt rải
rác ở một số mặt cắt, như ở Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu. Lớp 2 khác lớp 1 ở
thành phần sỏi sạn nhiều hơn, nên độ ẩm nhỏ hơn, độ chặt cao hơn, có các chỉ
tiêu cơ lý như sau :
- Dung trọng tự nhiên:
γ w = (1,7÷1,8) T/m3.
- Độ sệt:
B≤ 0,0.
- Góc ma sát trong:
ϕ = 180÷ 230.
- Lực dính:
C = 0,25÷ 0,35 kG/cm2.
- Hệ số rỗng:
E 0 = 1,0 ÷ 1,2.
- Hệ số nén:
a 1-2 = 0,030 ÷ 0,060 cm2/kG.
- Hệ số thấm:
K = 10-4 ÷ 10-5 cm/s.
- Lớp 3 (eQ): sét màu nâu đỏ nhạt, nâu vàng, xanh xám, tím, đốm trắng
lẫn ít dăm đá phong hoá sót, chiều dày lớp này trung bình từ (10 ÷ 20)m. Độ ẩm
đất rất cao, độ rỗng rất lớn, có các chỉ tiêu cơ lý.
- Dung trọng tự nhiên:
γ w = (1,5÷1,6) T/m3.
- Độ sệt:
B≤ 0,0.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
- 17 -
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
- Góc ma sát trong:
ϕ = 160÷ 200.
- Lực dính:
C = 0,25÷ 0,35 kG/cm2.
- Hệ số rỗng:
E 0 = 1,4 ÷ 1,7.
- Hệ số nén:
a 1-2 = 0,070 ÷ 0,090 cm2/kG.
- Hệ số thấm:
K = 10-4 ÷ 10-5 cm/s.
Nhóm 4: Sườn tàn tích (edQ) và tàn tích (eQ) trên đá phun trào (Đaxit,
anderit, riolit J3-K1 ):
Chỉ tiêu cơ lý của đất này thuộc loại trung bình, phân bố rải rác, phổ biến
nhưng gián đoạn khắp nơi trên khu vực miền Trung – Tây nguyên, hơn nữa
chiều dày phong hóa bé (từ 1m đến 5m) nên khó sử dụng và không được nghiên
cứu chi tiết. Chỉ tiêu cơ lý theo thu thập như sau:
- Dung trọng tự nhiên:
γ w = (1,75÷1,85) T/m3.
- Độ sệt:
B≤ 0,0.
- Góc ma sát trong:
ϕ = 150÷ 180.
- Lực dính:
C = 0,25÷ 0,35 kG/cm2.
- Hệ số rỗng:
E 0 = 0,75 ÷ 1,0.
- Hệ số nén:
a 1-2 = 0,030 ÷ 0,050 cm2/kG.
- Hệ số thấm:
K = 10-4 ÷ 10-5 cm/s.
Nhóm 5: Đất sườn tàn tích (edQ) và tàn tích (eQ) trên đá trầm tích lục
nguyên sét bột kết, cát bột kết
Phân bố rộng rãi và khá liên tục tạo thành các khoảng không gian lớn,
loại đất này có chiều dày phong hóa khá lớn, có mặt ở nhiều nơi thuộc miền
Đông Nam Bộ (Bình Phước, Đồng Nai …). Đặc điểm của tầng phong hoá này
là nếu phân bố trên những vùng đồi thoải thì lớp mặt (edQ) có lẫn nhiều dăm
sạn laterit, nếu phân bố trên vùng sườn núi dốc thì hàm lượng laterite không
đáng kể. Tổng chiều dày trên toàn mặt cắt từ (8 ÷ 15)m. Mặt cắt đại diện bao
gồm các lớp như sau :
+ Lớp 1 (edQ): Sét màu nâu đỏ, ít đốm trắng lẫn (30 ÷ 70)% dăm sạn
laterit, chiều dày trung bình từ (2 ÷ 3)m.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
- 18 -
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
Chỉ tiêu cơ lý của lớp đất.
- Dung trọng tự nhiên:
γ w = (1,0÷1,3) T/m3.
- Độ sệt:
B≤ 0,0.
- Góc ma sát trong:
ϕ = 180÷ 250.
- Lực dính:
C = 0,035÷ 1,0 kG/cm2.
- Hệ số rỗng:
E 0 = 0,50 ÷ 0,60
- Hệ số nén:
a 1-2 = 0,010 ÷ 0,020 cm2/kG.
- Hệ số thấm:
K = 10-4 ÷ 10-5 cm/s.
+ Lớp 2 (eQ): Sét xám trắng, loang lổ nâu đỏ lẫn (15 ÷ 30 )% dăm sạn
laterit, nằm dưới lớp 1, chiều dày trung bình từ (3 ÷ 5)m.
Chỉ tiêu cơ lý của lớp đất:
- Dung trọng tự nhiên:
γ w = (1,8÷2,0) T/m3.
- Độ sệt:
B≤ 0,0.
- Góc ma sát trong:
ϕ = 160÷ 180.
- Lực dính:
C = 0,3÷ 0,6 kG/cm2.
- Hệ số rỗng:
E 0 = 0,60 ÷ 0,70
- Hệ số nén:
a 1-2 = 0,015 ÷ 0,025 cm2/kG.
- Hệ số thấm:
K = 10-5 ÷ 10-6 cm/s.
+ Lớp 3 : Sét màu vàng, xám trắng, xám nâu, nằm dưới lớp 2, chiều dày
trung bình từ (3 ÷ 5)m. Chỉ tiêu cơ lý của lớp đất:
- Dung trọng tự nhiên:
γ w = (1,75÷1,9) T/m3.
- Độ sệt:
B≤ 0,0.
- Góc ma sát trong:
ϕ = 160÷ 180.
- Lực dính:
C = 0,3÷ 0,6 kG/cm2.
- Hệ số rỗng:
E 0 = 0,60 ÷ 0,70
- Hệ số nén:
a 1-2 = 0,015 ÷ 0,025 cm2/kG.
- Hệ số thấm:
K = 10-6 ÷ 10-7 cm/s.
Nhóm 6: : Sườn tàn tích (edQ) và tàn tích (eQ) trên xâm nhập (Granit,
Granodiorit…):
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
- 19 -
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
Phân bố rộng rãi và khá liên tục tạo thành các khoảng rộng lớn (Bảo Lộc,
Định Quán, Bình Thuận…). Trong lớp edQ của đất này thường có các tảng lăn,
dung trọng khô thiên nhiên của đất không cao. Các đơn nguyên theo thứ tự từ
trên xuống và tính chất có lý của khu vực như sau:
* Lớp 1 (edQ): Sét xám vàng, nâu đỏ, Chỉ tiêu cơ lý của lớp đất:
- Dung trọng tự nhiên:
γ w = (1,75÷1,85) T/m3.
- Độ sệt:
B≤ 0,0.
- Góc ma sát trong:
ϕ = 150÷ 180.
- Lực dính:
C = 0,25÷ 0,3 kG/cm2.
- Hệ số rỗng:
E 0 = 0,80 ÷ 0,10
- Hệ số nén:
a 1-2 = 0,03 ÷ 0,05 cm2/kG.
- Hệ số thấm:
K = 10-4 ÷ 10-5 cm/s.
* Lớp 2 (edQ): Á sét xám vàng lẫn ít dăm sạn.
Chỉ tiêu cơ lý của lớp đất:
- Dung trọng tự nhiên:
γ w = (1,65÷1,75) T/m3.
- Độ sệt:
B≤ 0,0.
- Góc ma sát trong:
ϕ = 150÷ 180.
- Lực dính:
C = 0,2÷ 0,3 kG/cm2.
- Hệ số rỗng:
E 0 = 0,80 ÷ 0,10
- Hệ số nén:
a 1-2 = 0,03 ÷ 0,05 cm2/kG.
- Hệ số thấm:
K = 10-4 ÷ 10-5 cm/s.
Dưới lớp 2 là lớp 3, thành phần là á cát có tính thấm lớn.
1.3. Khái quát về các vấn đề sự cố gây hư hỏng đập trên thế giới và Việt
Nam
1.3.1. Khái quát về sự cố công trình thủy lợi
Khi tìm hiểu các vấn đề về sự cố hư hỏng đập chúng ta cần quan tâm tới
đặc điểm của các công trình thủy lợi. Các công trình đó có những đặc điểm
quan trọng sau:
- Cải tạo thiên nhiên, khai thác các mặt lợi và khắc phục các mặt có hại để
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
- 20 -
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
phục vụ cho nhu cầu của con người.
- Phải thường xuyên đối mặt trực tiếp với sự tàn phá của thiên nhiên, trong
đó có sự phá hoại thường xuyên và sự phá hoại bất thường.
- Là kết quả tổng hợp và có quan hệ mật thiết về lao động của rất nhiều
người trong nhiều lĩnh vực, bao gồm từ công tác quy hoạch, nghiên cứu khoa
học, khảo sát, thiết kế, chế tạo, thi công, đến quản lý khai thác, v.v…
- Chưa đựng rất nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật xây dựng khác nhau.
- Vốn đầu tư thường rất lớn.
- Thời gian để ra đời một công trình thủy lợi phải mất nhiều năm, và hàng
chục năm đối với công trình lớn. Tuổi thọ công trình là hàng chục đến hàng
trăm năm tùy theo cấp công trình.
Những đặc điểm trên có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của công trình
thủy lợi, vì thế nếu để xảy ra kém chất lượng ở bất kỳ khâu nào, trong thời gian
nào cũng có thể dẫn tới sự cố lớn hoặc nhỏ. Điều đó cũng có nghĩa là sự cố các
công trình thủy lợi thủy lợi có quan hệ mật thiết với những đặc điểm đã nêu trên
Sự cố các công trình thủy lợi có những đặc điểm:
- Do một hoặc nhiều nguyên nhân gây ra, trong đó có khảo sát (địa hình,
địa chất công trình, địa chất thủy văn, thủy văn công trình), thiết kế (thủy công,
cơ khí, điện), chế tạo lắp đặt, thi công và quản lý khai thác. Tuy nhiên thực tế
nguyên nhân phổ biến là: Khảo sát, thiết kế, thi công.
- Sự cố lớn thường xảy ra đối với các công trình thủy công (đập đất, cống
lấy nước, tràn xả lũ)
- Sự cố xảy ra không phải chỉ có ngay sau khi hoàn thành công trình mà
thường là sau nhiều năm. Tuy nhiên sự cố lớn và nghiêm trọng thường xảy ra
khi gặp lũ cực lớn và trong quá trình thi công (vỡ đập Sông Mực – Thanh Hóa,
sự cố 3 lần vỡ đập Suối Trầu - Khánh Hòa, đập Cà Giây - Bình Thuận).
- Những sự cố lớn và nghiêm trọng thường xảy ra rất đột ngột, trong một
thời gian rất ngắn, không kịp ứng phó.
- Hậu quả do sự cố gây ra thường là nghiêm trọng, việc xử lý rất tốn kém
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
- 21 -
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
gây ra tổn thất lớn về tính mạng, tài sản của nhân dân và tài sản quốc gia có ảnh
hưởng xấu về kinh tế và tình hình xã hội.
1.3.2. Đặc điểm làm việc của đập đất
Đập đất là công trình dâng nước, xây dựng bằng các vật liệu địa phương
(đất, đá) nên trong quá trình khai thác đập đất mang những đặc tính sau:
- Đập đất là loại đập không tràn có nhiệm vụ dâng nước và giữ nước
trong các hồ chứa hoặc cùng với các loại đập khác tham gia nhiệm vụ dâng
nước trong hệ thống thủy lợi.
- Có khối lượng lớn và chịu tác dụng của ngoại lực khá phức tạp, nên
thân đập cần đảm bảo điều kiện chịu lực. Đặc biệt phải đảm bảo điều kiện ổn
định chống trượt của hai mái dốc và nền.
- Mái đập thượng lưu thường xuyên chịu tác động của gió, sóng trong hồ,
mưa gây sạt lở làm giảm khả năng ổn định của công trình. Vì vậy mái đập đất
thường có các biện pháp gia cố để bảo vệ.
- Dòng thấm trong thân đập không chỉ làm giảm khả năng ổn định chống
trượt của mái mà nó còn có thể gây ra xói ngầm làm hư hỏng công trình. Dòng
thấm xuất hiện ở cả trong thân đập, nền đập và vai đập, tại các vị trí tiếp giáp
cửa ra do gradient của dòng thấm lớn thường gây ra hiện tượng trôi đất, vì vậy
kết cấu đập phải bố trí các thiết bị lọc ngược trong thân đập hoặc mái hạ lưu
đập.
- Theo thời gian đập còn bị lún xuống do tác dụng của tải trọng bản thân
đập và do quá trình cố kết thấm.
1.3.3. Đặc điểm về sự cố của đập đất
1. Lũ tràn qua đỉnh đập
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
- Tính toán thủy văn sai.
- Cửa đập tràn bị kẹt.
- Lũ vượt tần suất thiết kế, không có tràn dự phòng.
- Đỉnh đập đắp thấp hơn cao trình thiết kế.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
Lương Văn Ngư - lớp CH17C
- 22 -
Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
2. Sạt mái thượng lưu
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
- Tính sai cấp bão
- Biện pháp gia cố mái không đủ sức chịu đựng sóng do bão gây ra
- Thi công lớp gia cố kém chất lượng
- Đất mái thượng lưu đầm nện không chặt hoặc không bạt mái
3. Thấm mạnh hoặc sủi nước ở nền đập
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
- Đánh giá sai tình hình địa chất nền, để sót lớp thấm nước mạnh không
được xử lý.
- Biện pháp xử lý nền không đảm bảo chất lượng.
- Chất lượng xử lý nền kém: Khoan phụt không đạt yêu cầu; bóc không
sạch lớp bồi tích; thi công chân khay, sân phủ kém dẫn đến thủng lớp cách
nước.
- Xử lý tiếp giáp nền và thân đập không tốt do thiết kế không đề ra biện
pháp xử lý, hoặc do khi thi công không thực hiện tốt biện pháp xử lý.
4. Thấm mạnh hoặc sủi nước ở vai đập
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
- Thiết kế không đề ra các biện pháp xử lý hoặc biện pháp xử lý đề ra
không tốt.
- Không bóc hết lớp phong hóa ở vai đập
- Đầm nện đất trên đoạn tiếp giáp ở vai đập không tốt
- Thi công biện pháp xử lý tiếp giáp không tốt
5. Thấm mạnh hoặc sủi nước mang công trình
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
- Thiết kế đề ra biện pháp xử lý hoặc biện pháp không tốt.
- Đất đắp ở mang công trình không đảm bảo chất lượng: Chất lượng đất
đắp không được lựa chọn kỹ, không dọn dẹp vệ sinh sạch sẽ để vứt bỏ các tạp
chất trước khi đắp, đầm nện không kỹ.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu đánh giá các giải pháp chống thấm cho nền đập đất
