Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng bentonite đến tính thấm của tường hào xi măng

Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng bentonite đến tính thấm của tường hào xi măng bentonite trong luận văn thạc sĩ xây dựng công trình thủy.

• Tác giả: Nguyễn Bá Cương
• Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Cảnh Thái
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng
• Đề tài: Ảnh Hưởng Của Hàm Lượng Bentonit Đến Tính Thấm Của Tường Hào Xi Măng
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE DAP VAT LIEU DIA PHƯƠNG,THÁM VA XỬ LÝ CHONG THÁM QUA DAP VÀ NEN. TƯỜNG HAO XI MĂNG - BENTONITE
• 1.1. Tổng quan về hồ đập của Việt Nam
• 1.2. Các vấn đề mất an toàn do thấm qua đập và nền, nguyên nhân và các biện pháp xử lý
• 1.2.1. Thấm qua đập đất
• 1.2.2. Nguyên nhân thấm qua thân và nền đập đất
• 1.2.2.1. Nguyên nhân khách quan
• 1.2.2.2. Nguyên nhân chủ quan
• 1.2.3. Các biện pháp chống thấm cho đập đất
• 1.2.3.1. Chống thấm cho những công trình mới xây dựng
• 1.2.3.1.1. Chống thấm cho thân đập
• 1.2.3.1.2. Đập đất có tường lõi mềm
• 1.2.3.1.3. Đập có tường nghiêng mềm
• 1.2.3.2. Chống thấm cho nền đập
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM VÀ TÍNH TOÁN TƯỜNG
• 2.1. Phương pháp thí nghiệm ảnh hưởng của hàm lượng bentonite
• 2.2. Lựa chọn vật liệu
• 2.3. Lựa chọn các phương pháp tính toán thấm phù hợp
• 2.3.1. Phương pháp cơ học chất lỏng
• 2.3.2. Phương pháp thủy lực
• 2.3.3. Phương pháp sai phân
• 2.3.4. Phương pháp phần tử hữu hạn
• 2.3.5. Các phương pháp giải bài toán bền định
• 2.3.6. Tiêu chuẩn phá hoại Mohr-Coulomb
• 2.3.7. Các phương pháp tính bền định trượt
• 2.4. Lựa chọn phần mềm tính toán
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH THẤM TƯỜNG HÀO XI MĂNG - BENTONITE
• 3.1. Đặc điểm tính chất và thành phần của xi măng bentonite và ứng dụng trong dựng
• 3.1.1. Đặc điểm tính chất và thành phần của bentonite
• 3.1.2. Đặc điểm tính chất và thành phần của xi măng
• 3.2. Thí nghiệm xác định chỉ tiêu cơ lý của tường hào ứng với các hàm lượng khác nhau
• 3.2.1. Trộn hỗn hợp vật liệu
• 3.2.1.1. Chuẩn bị vật liệu và chế tạo mẫu
• 3.2.1.2. Ủ mẫu và bảo dưỡng mẫu
• 3.2.2. Thí nghiệm xác định hệ số thấm
• 4. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN CHO ĐẬP CHÍNH HỒ CHỨA NƯỚC TÂN DÂN, XÃ THIỆN KẾ, HUYỆN SƠN DƯƠNG, TỈNH TUYÊN QUANG
• 4.1. Giới thiệu về công trình
• 4.2. Các chỉ tiêu cơ lý được lựa chọn
• 4.3. Đề xuất các biện pháp an toàn
• 4.3.1. Hao điểm áp lực trên đường do áp lực
• 4.3.2. Điều khiển biên hạn
• 4.3.3. Tính toán thấm và định, so sánh chọn kích thước bộ phận chống thấm
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU

Tóm tắt

I. Giới thiệu về nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích ảnh hưởng của hàm lượng bentonite đến tính thấm của tường hào xi măng. Bentonite là một loại vật liệu xây dựng có khả năng chống thấm hiệu quả, được sử dụng phổ biến trong các công trình thủy lợi. Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định mối quan hệ giữa hàm lượng bentonite và tính thấm của tường hào. Đặc biệt, nghiên cứu sẽ chỉ ra các thông số quan trọng ảnh hưởng đến khả năng chống thấm của tường, từ đó đề xuất giải pháp hợp lý cho các công trình thực tế.

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

Việt Nam có nhiều công trình thủy lợi được xây dựng từ vật liệu địa phương, trong đó tường hào xi măng được sử dụng như một giải pháp chống thấm. Tuy nhiên, nhiều công trình đã gặp phải tình trạng hư hỏng do thấm nước, gây thiệt hại lớn về kinh tế và an toàn. Theo thống kê, khoảng 35-40% các công trình thủy lợi bị hư hỏng do dòng thấm. Do đó, việc nghiên cứu và ứng dụng bentonite trong xây dựng tường hào chống thấm là rất cần thiết để đảm bảo tính bền vững và an toàn cho các công trình này.

II. Cơ sở lý thuyết

Nghiên cứu này dựa trên các lý thuyết về tính thấm và vật liệu xây dựng. Bentonite được biết đến với khả năng hấp thụ nước và tạo thành một lớp màng chống thấm hiệu quả. Việc sử dụng bentonite trong tường hào không chỉ giúp tăng cường khả năng chống thấm mà còn cải thiện độ ổn định của công trình. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng hàm lượng bentonite trong hỗn hợp có ảnh hưởng trực tiếp đến tính thấm của tường. Một số nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, khi hàm lượng bentonite tăng lên, tính thấm của tường giảm xuống, điều này cho thấy mối quan hệ tỷ lệ nghịch giữa hai yếu tố này.

2.1. Phương pháp thí nghiệm

Để xác định tính thấm của tường hào xi măng có chứa bentonite, một loạt các thí nghiệm đã được thực hiện. Các mẫu được trộn với các hàm lượng bentonite khác nhau và được kiểm tra dưới điều kiện thí nghiệm tiêu chuẩn. Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng hàm lượng bentonite cao hơn giúp làm giảm đáng kể tính thấm của mẫu. Các phương pháp tính toán cũng được áp dụng để mô phỏng và phân tích khả năng chống thấm của tường, từ đó đưa ra các khuyến nghị cho thiết kế và thi công.

III. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, với việc tăng hàm lượng bentonite, tính thấm của tường hào xi măng giảm đi rõ rệt. Cụ thể, mẫu có hàm lượng bentonite 20% cho thấy tính thấm thấp nhất, trong khi mẫu không có bentonite có tính thấm cao nhất. Điều này chứng tỏ rằng bentonite có vai trò quan trọng trong việc cải thiện khả năng chống thấm của tường hào. Các số liệu thu thập từ thí nghiệm cũng cho thấy rằng, sự kết hợp giữa xi măng và bentonite tạo ra một sản phẩm có khả năng chống thấm tốt hơn so với các vật liệu truyền thống.

3.1. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại ứng dụng thực tiễn cao trong xây dựng. Việc áp dụng bentonite trong tường hào có thể giúp giảm thiểu tình trạng thấm nước, từ đó bảo vệ các công trình thủy lợi khỏi hư hỏng. Các nhà thiết kế và kỹ sư có thể dựa vào kết quả nghiên cứu này để đưa ra các quyết định hợp lý trong việc lựa chọn vật liệu và thiết kế công trình, góp phần nâng cao hiệu quả và an toàn cho các dự án xây dựng.

IV. Kết luận và khuyến nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng hàm lượng bentonite có ảnh hưởng đáng kể đến tính thấm của tường hào xi măng. Việc tối ưu hóa hàm lượng bentonite trong thiết kế tường chống thấm sẽ giúp nâng cao hiệu quả sử dụng và độ bền của công trình. Đề xuất cho các nghiên cứu tiếp theo là cần mở rộng nghiên cứu với nhiều loại bentonite khác nhau và các điều kiện thí nghiệm khác nhau để có cái nhìn toàn diện hơn về khả năng chống thấm của vật liệu này.

4.1. Khuyến nghị cho nghiên cứu tiếp theo

Để nâng cao độ tin cậy của kết quả nghiên cứu, cần thực hiện thêm các thí nghiệm trong điều kiện thực tế và khảo sát các yếu tố khác ảnh hưởng đến tính thấm của tường hào. Ngoài ra, việc nghiên cứu các loại vật liệu xây dựng khác kết hợp với bentonite cũng sẽ mở ra nhiều hướng đi mới trong việc cải thiện khả năng chống thấm cho các công trình thủy lợi.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Đập vật liệu địa phương là loại hình công trình thủy lợi phổ biến tại Việt Nam, chiếm trên 70% tổng số đập trên thế giới. Theo báo cáo ngành, khoảng 35-40% các sự cố hư hỏng đập vật liệu địa phương xuất phát từ hiện tượng thấm qua thân và nền đập, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn và tuổi thọ công trình. Đặc biệt, trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt với hạn hán và lũ lụt thường xuyên như ở Việt Nam, việc kiểm soát dòng thấm là yếu tố sống còn để đảm bảo ổn định và hiệu quả khai thác các hồ chứa nước.

Mục tiêu nghiên cứu là phân tích ảnh hưởng của hàm lượng Bentonite đến tính thấm của tường hào xi măng - Bentonite, từ đó đề xuất giải pháp chống thấm tối ưu cho đập chính hồ chứa nước Tân Dân, xã Thiện Kế, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang. Nghiên cứu tập trung vào các loại tường hào xi măng - Bentonite ứng dụng trong phạm vi đập đất và nền đập, với thời gian khảo sát và thí nghiệm trong giai đoạn 2016-2017.

Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc nâng cao độ bền, giảm thiểu rủi ro thấm gây mất ổn định đập, đồng thời tối ưu chi phí thi công và bảo trì. Kết quả nghiên cứu góp phần hoàn thiện tiêu chuẩn thiết kế và thi công tường hào chống thấm Bentonite tại Việt Nam, hỗ trợ phát triển bền vững ngành thủy lợi trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Định luật Darcy về dòng thấm: Mô tả mối quan hệ giữa vận tốc thấm và gradient thủy lực trong môi trường đa poro, là cơ sở để xác định hệ số thấm của vật liệu.
• Tiêu chuẩn phá hoại Mohr-Coulomb: Áp dụng để đánh giá cường độ chống cắt và ổn định trượt của đất và hỗn hợp xi măng - Bentonite.
• Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM): Sử dụng phần mềm SEEP/W để mô phỏng dòng thấm và phân tích áp lực thấm trong đập, giúp đánh giá hiệu quả của tường hào chống thấm.
• Khái niệm chính: Tường hào xi măng - Bentonite, hệ số thấm (k), hàm lượng Bentonite, phụ gia tro bay, cường độ vật liệu, biến dạng co ngót và trương nở.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm vật liệu Bentonite và xi măng phổ biến trên thị trường Việt Nam, cùng phụ gia tro bay Pha Lại. Thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm địa kỹ thuật Viện Thủy công - Trường Đại học Thủy lợi, với cỡ mẫu gồm 9 cấp phối khác nhau về tỷ lệ Bentonite, xi măng, tro bay và cát.

Phương pháp phân tích gồm:

• Thí nghiệm xác định hệ số thấm theo tiêu chuẩn TCVN 8723:2012, sử dụng phương pháp cột nước thay đổi để đo hệ số thấm của mẫu hỗn hợp.
• Thí nghiệm bảo dưỡng mẫu ở ba trạng thái: khô, ẩm và bão hòa nhằm đánh giá ảnh hưởng của điều kiện bảo dưỡng đến tính thấm.
• Phân tích số liệu thí nghiệm kết hợp mô phỏng phần tử hữu hạn bằng phần mềm SEEP/W để tính toán áp lực thấm và đánh giá hiệu quả tường hào.
• Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 1/2016 đến tháng 5/2017, bao gồm giai đoạn thu thập vật liệu, thí nghiệm, phân tích và ứng dụng thực tế tại đập Tân Dân.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của hàm lượng Bentonite đến hệ số thấm:
   Kết quả thí nghiệm cho thấy khi tăng hàm lượng Bentonite từ 35 kg lên 60 kg trong hỗn hợp xi măng - Bentonite, hệ số thấm giảm đáng kể từ khoảng 1,0×10⁻⁵ cm/s xuống còn 5,2×10⁻⁷ cm/s, tương đương giảm hơn 95%. Điều này chứng tỏ Bentonite đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện khả năng chống thấm của tường hào.

2. Tác động của phụ gia tro bay và cát:
   Việc bổ sung tro bay với tỷ lệ từ 100 kg đến 200 kg và cát từ 0% đến 40% trong hỗn hợp đã làm tăng độ đặc chắc và giảm hệ số thấm trung bình khoảng 20-30% so với mẫu không có phụ gia. Tro bay giúp lấp đầy các lỗ rỗng nhỏ, tăng cường liên kết vật liệu.

3. Ảnh hưởng của điều kiện bảo dưỡng:
   Mẫu được bảo dưỡng ở trạng thái bão hòa có hệ số thấm thấp hơn khoảng 15% so với mẫu bảo dưỡng ở trạng thái khô hoặc ẩm, cho thấy điều kiện bảo dưỡng ảnh hưởng tích cực đến tính chống thấm của tường hào.

4. Ứng dụng thực tế tại đập Tân Dân:
   Mô phỏng bằng phần mềm SEEP/W cho thấy tường hào xi măng - Bentonite với hàm lượng Bentonite tối ưu giúp giảm áp lực thấm trên thân đập khoảng 40% so với phương án không có tường chống thấm, đồng thời đảm bảo hệ số an toàn trượt mái đập đạt trên 1,5, vượt yêu cầu kỹ thuật.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự giảm hệ số thấm khi tăng hàm lượng Bentonite là do đặc tính trương nở và khả năng lấp kín các lỗ rỗng của Bentonite, tạo thành lớp màng bùn bảo vệ vững chắc trên bề mặt tường hào. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về vật liệu Bentonite trong chống thấm đập đất.

Việc bổ sung tro bay và cát không chỉ cải thiện tính chống thấm mà còn tăng cường tính cơ học, giúp tường hào ổn định hơn trong quá trình thi công và khai thác. Điều kiện bảo dưỡng bão hòa giúp vật liệu đạt cường độ tối ưu, giảm co ngót và nứt nẻ, từ đó nâng cao hiệu quả chống thấm.

Mô hình tính toán phần tử hữu hạn cung cấp công cụ đánh giá chính xác áp lực thấm và ổn định đập, hỗ trợ thiết kế tường hào phù hợp với điều kiện địa chất và thủy lực thực tế. Biểu đồ so sánh hệ số thấm theo hàm lượng Bentonite và phụ gia có thể minh họa rõ ràng xu hướng giảm thấm, đồng thời bảng số liệu áp lực thấm và hệ số an toàn trượt thể hiện hiệu quả ứng dụng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tối ưu hàm lượng Bentonite trong hỗn hợp xi măng - Bentonite:
   Khuyến nghị sử dụng hàm lượng Bentonite từ 55-60 kg/m³ để đạt hệ số thấm thấp nhất, đảm bảo hiệu quả chống thấm và ổn định tường hào trong vòng 6 tháng đầu thi công.

2. Bổ sung phụ gia tro bay và cát hợp lý:
   Đề xuất tỷ lệ tro bay 100-150 kg/m³ và cát 20-30% để tăng cường tính cơ học và giảm chi phí vật liệu, áp dụng trong vòng 3 tháng đầu thi công để đảm bảo độ đồng nhất hỗn hợp.

3. Quy trình bảo dưỡng mẫu và công trình:
   Áp dụng bảo dưỡng trong điều kiện bão hòa ít nhất 28 ngày để tăng cường cường độ và giảm co ngót, đồng thời kiểm soát độ ẩm trong quá trình thi công nhằm duy trì tính ổn định tường hào.

4. Sử dụng phần mềm mô phỏng phần tử hữu hạn trong thiết kế:
   Khuyến khích các đơn vị thiết kế và thi công áp dụng phần mềm SEEP/W hoặc tương đương để mô phỏng dòng thấm và áp lực thấm, giúp lựa chọn kích thước và vị trí tường hào phù hợp trong vòng 1 năm tới.

5. Đào tạo và nâng cao năng lực thi công:
   Tổ chức các khóa đào tạo kỹ thuật thi công tường hào Bentonite cho đội ngũ kỹ sư và công nhân trong 6 tháng tới, nhằm đảm bảo quy trình thi công đúng kỹ thuật, giảm thiểu sai sót và tăng tuổi thọ công trình.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế công trình thủy lợi:
   Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực nghiệm và mô hình tính toán giúp thiết kế tường hào chống thấm hiệu quả, giảm thiểu rủi ro thấm gây mất ổn định đập.

2. Nhà thầu thi công đập đất:
   Tham khảo quy trình thi công, lựa chọn vật liệu và kỹ thuật bảo dưỡng để nâng cao chất lượng công trình, giảm chi phí sửa chữa và bảo trì.

3. Chuyên gia địa kỹ thuật và thủy lực:
   Sử dụng kết quả thí nghiệm và mô phỏng để đánh giá tính ổn định và an toàn của đập, đồng thời phát triển các giải pháp kỹ thuật mới trong lĩnh vực chống thấm.

4. Cơ quan quản lý và hoạch định chính sách:
   Áp dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật, quy định thi công và bảo trì đập, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên nước và phòng chống thiên tai.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao Bentonite lại quan trọng trong tường hào chống thấm?
   Bentonite có khả năng trương nở khi tiếp xúc với nước, tạo lớp màng bùn kín các lỗ rỗng, giảm hệ số thấm đáng kể, giúp tường hào chống thấm hiệu quả.

2. Hàm lượng Bentonite ảnh hưởng thế nào đến tính thấm?
   Tăng hàm lượng Bentonite làm giảm hệ số thấm, tuy nhiên vượt quá mức tối ưu có thể gây khó khăn trong thi công và tăng chi phí.

3. Phụ gia tro bay có vai trò gì trong hỗn hợp?
   Tro bay giúp lấp đầy các lỗ rỗng nhỏ, tăng cường liên kết vật liệu, giảm hệ số thấm và cải thiện tính cơ học của tường hào.

4. Phương pháp thí nghiệm nào được sử dụng để đo hệ số thấm?
   Phương pháp cột nước thay đổi theo tiêu chuẩn TCVN 8723:2012 được áp dụng để xác định hệ số thấm của mẫu hỗn hợp trong phòng thí nghiệm.

5. Làm thế nào để đảm bảo chất lượng thi công tường hào Bentonite?
   Cần tuân thủ quy trình trộn vật liệu, bảo dưỡng mẫu, kiểm soát độ nhớt và tỷ trọng dung dịch Bentonite, đồng thời sử dụng thiết bị thi công chuyên dụng và đào tạo nhân lực kỹ thuật.

Kết luận

• Nghiên cứu xác định rõ mối quan hệ giữa hàm lượng Bentonite và hệ số thấm của tường hào xi măng - Bentonite, với hệ số thấm giảm hơn 95% khi tăng hàm lượng Bentonite lên mức tối ưu.
• Bổ sung phụ gia tro bay và cát giúp cải thiện tính cơ học và giảm hệ số thấm, đồng thời điều kiện bảo dưỡng bão hòa nâng cao hiệu quả chống thấm.
• Mô phỏng phần tử hữu hạn bằng phần mềm SEEP/W chứng minh hiệu quả giảm áp lực thấm và tăng hệ số an toàn trượt khi áp dụng tường hào chống thấm.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quy trình thi công phù hợp nhằm nâng cao chất lượng và độ bền công trình đập đất tại Việt Nam.
• Khuyến nghị triển khai đào tạo kỹ thuật và áp dụng phần mềm mô phỏng trong thiết kế, thi công tường hào Bentonite trong vòng 1 năm tới để đảm bảo an toàn và hiệu quả kinh tế.

Để tiếp tục phát triển nghiên cứu, các đơn vị liên quan nên phối hợp thực hiện các dự án ứng dụng thực tế, đồng thời cập nhật và hoàn thiện tiêu chuẩn kỹ thuật cho tường hào chống thấm Bentonite. Hành động ngay hôm nay để bảo vệ an toàn công trình thủy lợi và nguồn nước quốc gia!

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE DAP VAT LIEU BIA PHUONG,THAM vA XỬ LY CHONG THÁM QUA DAP VÀ NEN.TUONG HAO XI MĂNG ~BENTONITE. Tổng quan về hồ đập của Việt Nam. Việt Nam, với nén nông nghiệp chủ yếu là lúa nước, điều kiện thiên nhiên vô cũng khắc nghiệt, hạn han, lũ lụt xảy ra thường xuyên. Vì vậy, công tác thủy lợi có vị tí vô cùng, quan trọng, là một trong những ngành có trayén thông được xây dựng và phát iển lu đời, có nhiều thành tựu quan trọng gắn liền với lich sử phát triển đất nước, Nhiễu công trình thủy lợi đã để lại những dấu ấn về ý chí kiên cưởng của dân tộc Việt Nam trong quá trình chỉnh phục th 'n nhiên, khoa học kỹ thuật Thủy lợi, góp phần ch thắng mọi thiên tái Hầu hết các đập tạo hỗ chứa được xây đựng ở nước ta là đập đất, trong đó phần lớn các đập nhỏ được xây theo hình thức đập đồng chat ,mái thương lưu được bảo vệ bằng tim bê tông hoặc đá xếp, mii hạ lưu bảo vệ bằng tring cổ trong các 6 có đổ sỏi đá đ thoát nước thân đập.

Đập vật liệu địa phương là loại đập được xây dựng bing các loại đắt hiện có rong khu vực xây dựng công trinh như : ớt, sé, & các, sbi cuội. Đập đất có cấu tạo đơn giản, vững chắc, có yêu cầu chất lượng của nén đối với đập không cao lắm, có khả năng cơ giới hóa cao khi thi công và trong da số trường hợp có giá thành thấp nên là loại đập được ứng dụng rộng rãi nhất trên thé giới. Hiện nay thể giới có khoảng bốn trăm ngân đập được xây dựng trong đó đập dit chiếm trên 70% côn li là các loi đập khác như đập đã dé, đập bê tông trọng lực, 1. Các vin đề mắt an toàn do thắm qua đập và nén, nguyên nhân và các biện pháp xử lý.1, Thắm qua đập đắt Sự chuyên động của chất lòng ( nước, dầu, ho nước.) ong dit, trong đã nứt n hoặc tong môi trường xốp nói chung gọi là thắm.

Thắm có ý nghĩa ri lớn trong việc xây dạmg và khai thie những công trình thy lợi nói chung và iêng đối với đập đt thì thắm Tại cảng có ý nghĩa đặc biệt, Đập đất la một loại công tinh dâng nước được làm bằng vật liu xốp, nó được đánh giá là bền và chịu chắn động tốt so với các loại đập khác, tuy nhiên trong quá trình làm việc do tác động của các yếu tổ tự nhiên và yêu tổ sử đụng của con người đã xây ra tỉnh trang hư hong tại nhiều đập đắt với nhiều mức độ khác nhau. Nguyên nhân chính có the là do hiện tượng thẩm qua ip, vai dip, và thân đập gây ra ác hại của dòng thắm thật là khó lường, nó không chỉ lầm mắt nước đối với các công trình trừ nước mà còn làm giám ổn định của các công trình và nền như : đẩy nỗi, day trượt, trôi đất, xói ngầm, trượt nén,.Theo kết quả thống kê trên thé giới nguyên nhân lớn nhất gây nên sự cổ 6 các đập vật liệu địa phương là do dòng thắm gây ra, nó chiếm khoảng 35% - 40% tổng số các nguyên nhãn gây hư hồng công trình. Thắm la tinh trang xây ra phổ biển ở các đập dit, nhiễu hd chứa bị thắm rất nghiêm wong mà việc xử lý lai khó khăn, tổn kém, gây tổn thất lớn về kinh tế như đập Di Tiếng ~ Tây Ninh, Ea Soup Thượng ~ Đắk Lắt.Hiện tượng thắm qua dip đất có thể xảy ra ngay sau khỉ công trinh mới .được hoàn thành đưa vào sử dụng hoặc sau một vai năm làm việc.1: Thắm ngang thân đập đồng chất — 28 Hình 1.2: Thắm bing những ngang thn đập 1. Nguyên nhân thắm qua than và nền đập đất.

+ Nguyên nhân khách quan Đất là môi trường xếp, có lỗ rỗng cho nên nước cổ thé le lỏi theo các lỗ rỗng mà thắm, qua, Khả năng thắm nước của đắt được đặc trưng bởi hệ số thắm k, đối với những loi đất khác nhau có bg số thấm khác nhau Khí dip đập thường sinh ra mặt tiếp giáp giữa thân và nền đập do đặc trưng cầu tạo của hai môi trường 6 tính cơ lý khá nhau như về hệ số thẳm, cấp phối hạt độ chặt. nên đập có thể la đã cứng. Vi vậy sẽ xuất hiện dòng thắm chảy theo mặt tgp giáp giữa thân và nền đập,Ngoài ra, dòng thắm còn xuất hiện dưới nén đập nếu nén là đắt, cuội sỏi hay đã nứt nề. = Nguyên nhân chủ quan Trong hồ sơ thiết kẻ, người thiết kế chưa đưa ra được biện pháp xử lý tối ưu về hiện tượng thắm qua thân và nén dip; còn trong quá trình thi công, nhà thầu th công không tuân thủ nghiêm ngặt kỳ thuật cũng như quy trình thi công và các yêu cầu trong hỗ so thiết kế đã được phê duyệt dẫn đến là trong thân dập tồn tai những khu vực thắm mạnh như mặt tiếp giáp giữa các lớp không được xử lý tốt, các khu vực dim sót, đầm dối.

Các biện pháp ching thắm cho đập đất 1. Chống thim cho những công trình mới xây ưng Khi thiết kế xây dựng những đập đất mới, nếu mức độ thấm của vật liệu đất dip đập hoặc địa chất nên đập không đảm bảo về lưu lượng thắm qua thân đập và qua nền trong phạm vi cho phép thì người thiết kế sẽ áp dụng một sổ biện pháp chống thắm phổ biến sau đây nhằm khắc phục các yêu tổ này. ø) Chẳng thắm cho thân đập "Vật chống thắm cho thân đập thường có dang lõi giữa hoặc tường nghiêng có thé dùng vật liệu đẻo hoặc vật liệu cứng.Đối với các đập đắt khi thiết kế xây dựng mới, khi cần thiết phái đăng vật chống thắm thi hin như nhà thiết kế đều ding vật liệu chống thắm cho thân đập là vật liệu déo vi 16 có nhưng ưu điểm nỗi trội và phủ hợp với đập hơn vật liệu cứng như: có khả năng biến dang, khả năng liên kết với phần thin đập tốt hơn, không yêu cầu cao vé địa chất nền. — Đập đất có tưởng lỗi mém Lãi giữa bằng đất sét cỏ hệ số thắm nhỏ có dang thẳng đứng nằm chính giữa hoặc gin như chính giữa thân đập.Theo cấu tạo bé dày đỉnh tường lõi không nhỏ hơn 0,&em, độ dày chân tường không nhỏ hơn 1/10 cột nước nhưng phải đảm bio > 2m.

Đỉnh tường li phải đảm bảo không cho nước phía thượng lưu vượt quá đồng thời phải cao hơn mực nước mao din trong đất với độ vượt cao ö = (0.3 ~ 0,6)m tủy theo cắp công trình, Việc liên kết giữa tường lõi mém và nền edn phải đặc biệt lưu y.Néu nén là đất không thấm hoặc thấm ít thì lõi tròn sâu xuống ting đất nền phải lon hơn từ 0,5 = 1,25m. Bộ phận nối tường lõi và nền đá phải làm rất cần thận với các hình thức như để răng, hoặc tường răng bét6ng cắm sâu vào khối đá tốt 0,6 + 1 a? oe am Hình L3: Đập có trồng lõi mềm + Ưu điểm = Chống chin động tốt, dễ lún đều. ~_ Khả năng chống thắm tốt = Ôn định trong trường hợp nén bị biến dạng nhiễu + Nhược điểm = Yêu cầu một lượng sốt lớn nên sẽ gây khó khăn néu trong ving đắp đập khan hiểm ất sét = Kỹ thuật thi công phức tạp. ~_ Có thể bị nứt đập tại mặt tiếp xúc giữa hai loại vật liệu do đặc tính trương nở và co ngói của dit sét khác với đất đắp đập.

= Khi bị hư hỏng khó sửa chữa. + Phạm vi ứng dung ~_ Chủ yếu dùng cho những đập đất tương đối cao và trong vùng đắp đập có nhiều đất Đập có tường nghiêng mém Tường nghiêng có tie dung chẳng thắm cho thân đập, hạ thấp đường bão hòa xuống rit nhanh, âm cho dai bộ phận đắt ở thân đập được khô ráo và tăng them tính ổn định cho mái ở hạ lưu.Thường được đặt ở sát mái thượng lưu đập và được làm 1g đất i đất thịt it thắm nước, Bé dây tường nghiêng phụ thuộc các yêu cầu cấu tạo và gradien thủy lực cho phép của đất dip tường, Kích thước tường nghiêng có thể tăng din từ đình xuống đáy và phụ thuộc vào cột thắm, BE diy đình tường không nên nhỏ hơn 0,ãm. Chân tường không nhỏ hơn H/10 ( H — cột nước tác dụng ), và không nên nhỏ hơn 2 + 3m. Độ vượt cao của dính tường nghiêng trên mục nước dâng bình thường ở thượng lưu được dựa theo cấp công trình ö =0,5 + 0,8m.Dinh tường không được thấp hơn mực nước tỉnh gia Để tránh hiện tượng nứt nẻ do thay đổi thời tiết ( nhiệt độ ) cằn phải có lớp bảo vệ ở mặt ngoài (thượng lưu ) với độ day khoảng Im.

Vật liệu lâm lớp bao vệ phải biển dang và thắm nước tt như đắt cát, đt cội sồi. Mái đốc của tường nghiêng c thé song song với mái thân đập hoặc lớn hơn nhưng phải đảm bảo én định.Mặt tiếp xúc giữa tường nghiêng và phần đất thân đập cũng như lớp bảo vệ phải bé trí ting lọc ngược để 48 phòng hiện tượng xói ngằm cho vật chống thắm do dòng thắm có độ chênh lệch cột nước lớn. Nếu nên đập là nền đá thì liên kết tường nghiêng với nền bằng các răng chống thắm. bị mit nẻ và thắm nước nhiều sẽ xử lý bằng phụt vữa chống thắm.

k 7⁄70/7////////00/00/70//700007/70/770 277 Hình 14: Đập có trong nghiêng mềm ~ Ưu điểm ~ Hạ thấp đường bảo hòa xuống rất nhanh lâm cho đại bộ phận đất ở thin đập được khô ráo và tăng them tính ôn định cho mái hạ lưu. ~ Thi công, sửa chữa dễ ding. + Nhược điểm = Lớp bảo vệ và tường nghiêng dễ bị mắt ôn định do trượt b) Chống thắm cho nén đập Do đập đắt được xây dựng trên nền thắm nước và khi mục nước thượng lưu dng cao trong thân đập sẽ hình thảnh dòng tbắm từ thượng lưu về hạ lưu. Vì vậy, cẳn phải có nhưng biện pháp xử lý chống thắm cho nén đập nhằm hạn chế sự mắt nước đồng thời 448 phòng biển dạng thắm trong nền đạp Hình thức chống thắm trong nền đập phụ thuộc vào loại đập, chiều sâu ting nén thắm nước và địa chất của nền.

+ Đập đồng chất váy eng trên nà thắm muốc th hình thức chẳng thẳm cho nén thông thường là tường rang, bản mọc hoặc màng xinãng Tường răng thích hợp đối với nén có ting thắm nước không sâu lắm (thường T< 5m) và làm bằng chính vật liệu thân đập hoặc bằng vật liệu chống thẩm tốt như sét, á sét.