Chương 1 TONG QUAN VE DAP DAT VÀ CÁC GIẢI PHÁP CHÓNG THÁM NEN DAP DAT 1. Tình hình xây đựng đập vật liệu địa phương trên thé giới Tir mẫy nghin nim trước công nguyễn, dip đã được xây dmg ở nhiều nước như Ai Cập, An Độ, Trung Quốc và các nước Trung A của Liên Xô với mục dich dng và trữ nước để tưới hoặc phòng lũ. Theo thông kê của Hội đập cao thé giới (COLD) tính đến năm 2000 trên thể giới c6 khoảng 45. Bang thống kê số lượng dip các châu lục xem bảng Phụ lục 1 “Các thống kê vé thể loại đập của ICOLD - 1986 cho thấy: 78% xây dựng là đập đắt, 5% đập đá đổ, 12% đập bê tông trọng lực, đập vòm 4%.
Điển hình là ở Mỹ, nếu tính từ năm 1963 trở lại đây thì đập bằng vật liệu địa phương, rong đó chủ vyếu là đập đất chiếm đến 75% trong toàn bộ những dip đã xây dựng trong cing thời gian. Còn ở Canada cũng trong thời gian đó chỉ xây đựng 1 đập bê tông duy nhất còn lại là đập bằng vật liệu địa phương. Ở Anh, trước năm 1964 đập vật liệu địa phương chỉ chiếm 4%, từ năm 1964 ở lại đây, đập vật liệu địa phương đã chiếm én 6T% số lượng dip được xây đựng. Trong các nước thuộc Liên Xô cũ và Trung “Quốc đập vật liệu địa phương cũng phát triển mạnh mẽ.
[18, 19] “Trong số các đập vật liệu địa phương đã được xây dựng thi loại hình đập xây cdựng bằng dit là phd biến. Bang thống kê số liệu về đập dat lớn xây dựng trên thế giới xem bảng Phụ lục 2 và một số hình ảnh đập trên thể giới được trích từ 'VNCOLD “Hi đập lớn và phát triển nguồn nước Việt Nam” "Hình 1. Đập dt Nurektrén sông Vokhsh ở Tajititen 1. Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương trong nước “Cùng với lịch sử xây dựng vả phát triển các hồ chứa nước trên thế giới, hàng loạt các đập ở nước ta cũng đã và đang được xây dựng.
Theo cách phân loại của Hội đập cao thé giới (ICOLD) cho đến nay nước ta có gần 500 đập cao (H>10 m), trong 446 chủ yếu là đập vật liệu địa phương. "Đập vật liệu địa phương của Việt Nam tương đối đa dạng. Đập đất được dip bằng các loại đất: Đắt pha tin tích sườn đổi, đắt bazan, đất ven biển Miễn Trung. Phin lớn các đập ở Mi Bắc và Miễn Trung được xây dựng the hình thức đập đt, đồng chất hoặc đập có thiết bị chống thấm tường nghiêng, tường tâm, chân khay.
bằng đất ve Một số năm gần đây sử dụng một số công nghệ mới như tường lõi chống thắm bằng các tim bê tông cốt thép liên kết khớp ở đập Tring sham sẽ Bentoite cho đặp Núi Mot, hào Bentonite cho dip Eaksup Đắc Lắc, Xem hình L2, hình 1.3 và được thống kê qua bảng Phu lục 3. Đập đắt Hàm Thuận “Hình 1. Đập Sông sắt Ninh Thuén 1. Sự edn thiết xây dựng đập đất Công trình thủy lợi có vai trở vô cùng quan trọng trong nén kính tế quốc dân, trong đồ có những hồ chứa nước loại cực lớn có ý nghĩa sử dụng tổng hợp, hing trăm loại vừa và nhỏ, nhiều hệ thống công trình đầu mồi và kênh tưới tiêu, hệ thong 48 điều, cống ngăn mặn, công tình dé quai lin biển.
cóp phần giảm nhọ thiên ta, cải tạo môi trường, cắp thoát nước, phát điện,. ạo điều kiện cho việc phát tiễn kinh tế, năng cao không ngimg đời sống mọi mặt của nhân din, Trong xây dựng hd chứa. dp đắt chiếm tu th trong hệ thống công tinh đầu mỗi chin giữ nước do tin dụng được nguồn nguyên liệu ti chỗ, giá thảnh rẻ, thi công không phức tạp, thích hợp với nhiều điều kiện địa hình, địa chất. Tuy nhiên, đc điểm chính của các đập dit a thường xuyên chịu p lực nước nh và động.
Qua phân tích sự làm việc đập đất là loại công trình có nhiều vẫn để kỹ thuật hơn cá. Sit có mặt thường xuyên cia dang thấm trong thin và nén của các công trinh đã dẫn đến sự tăng kích thước mặt cất ngang cũng như đòi hỏi quá trin thi công nghiệm ngặt. Để hạn chế đến mức tối thiểu tác hại do các loại ngoại lực bên ngoài tác động. lên các đập đất đá mã vẫn đảm bảo tính inh tế kỹ thuật, nhất thiết phải higu được bản chất của các loại nội lực phát sinh trong thân va nền công trình.
Neiy nay, cũng với sự phát t của các công cụ tính toán, đặc biệt là sự phát triển cực kỳ nhanh chóng của các phần mềm ứng dụng, đã cho phép chúng ta giải quyết được rt nhiễu vin để khoa học và công nghệ phức tp đặt ra đối với các công trình thuỷ công. "Đập đất và tính chất làm việc của đập đất 1. Khái niệm về đập đất Đập đất là đập xây dụng bằng các loại vật iệu có sẵn ở địa phương từ các sản phẩm của bởi tich, sườn tích hoặc phong hod như st, sé, š cắt, cubis Dap đất có hình dang cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ, bên, chẳng động đít tốt, có khả năng cơ giới hóa cao trong thi công, dễ quản lý dé tôn cao, đắp day và cóthể ấp dip trên mọi loại nén đây là loại đập được ứng dung rộng rãi nhất ở nhiều nước trên thé giới và ở Việt Nam. Đặc điểm và tinh chất làm việc của đập đất = Đập đất thường là loại không cho nước tràn qua bể mặt và có nhiệm vụ dâng, giữ nước tạo nên hỗ chứa và kết hợp với các công trinh khắc cùng tham gia như dip trần, cổng lấy nước.rong hệ thống công trình.
~ Có khối lượng xây dựng lớn và chịu tác dụng của ngoại lực rất phức tạp. nên thin đập và nn đập đòi hồi phải dim bảo điều kiện chị lực. Đặc biệt phải đảm bảo điều kiện dn định về thắm va chống trượt của nền vả mái dốc. ~ Mãi đập thường xuyên chịu tác động trực tiếp của sóng, gi, mưa nắng nên nguy cơ gây sạt lờ mái rit ao, vi vậy mái dip dắt thường được gia cổ bằng các loại vật liệu khác như lát đá, tắm bê tông, trồng cỏ bảo vệ.
Đồng thắm trong thân đập không những làm giảm khả năng én định chống trượt của mái mà nó còn có thé gây ra xói ngằm làm hư hỏng công trình. Dang thắm xuất hiện ở cả trong thân đập, nén đập và vai đập với những trị số và phương tác, dung khác nhau. Tại các vị tí tiếp gip, cửa ra do gradien của đồng thắm lớn thường gây ra hiện tượng tb, đùn đất, Vì thé đập đất phải cổ các thiết bị lọc ngược trong thân đập hoặc mái hạ lưu đập nhằm ngăn cin sự chuyển địch của hạt đất theo phương dòng thắm - Đề với đập đắt nằm trên nền yếu hoặc đập làm việc trong thi im đồi, hiện tượng thắm gây hậu quả nghiêm trọng và nguy eo mắt an toàn đập rất cao. Có nhiều cách phân loại đập dit: Theo chiều cao cột nước ding tong hi, theo phương pháp xây dựng, theo cấu tạo mặt cắt ngang đập, thiết bị chống thắm.
nền đập và theo cấp công trình. Phân loại theo chiều cao cột nước lớn nhất Bang LI. Phân cp dp đẫ theo tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 285: 2002 cípp "Trị số cột nước lớn nhất (m) Nền đá. Nên đất cái yon thô, — Nền đất sét bão hoa I > 100 >15 > 50 " >70~ 100 335-75 325-50 m | 325-170 > 15-35 Vo 510-25 38-15 v <10 <8 2.
Phân loại theo kết cầu mặt cắt ngang đập [6] đồng chit A đập chỉ xây dựng bằng một loại đắt thường dùng với nên không thắm hoặc ít thắm (hình 1. Đập hỗn hợp: La đập được xây dựng bằng nhiều loại đất có tính cơ lý khác nhau. Trong loại đập này, đắt có tính chống thắm tốt được đặt ở phía thượng lưu hoặc ở giữa thân dip. Ngoài ra còn cổ loại đập hỗn hợp đất đá (hình 1.4), - Đập có tường nghiêng: Là dip có vật chống thắm loi đẻo (như sé, sé, vai loc.) hoặc cứng (như bê tông, bể tông cot thép, kim loại) đặt ở mái thượng lưu, thường ding khi cổ yêu cầu chống thắm cao đối với thân đập (hình 1.4) - Đập có lõi giữa: Là đập có vật chống thắm loại cứng hay loại dẻo đặt giữa thân đập (hình L.
Hinh 14, Cúc loại dip đắt 1. Phân loại theo thiết bị chẳng thấm nền đập l6] Khi nên có tinh thắm nước lớn, đ chống thắm thường dùng hình thúc tường nghiêng hay lõi giữa cắm sâu xuống ting không thắm. Thực tẾ có những loại sau: + Đập đồng chất chân răng: La đập đồng chất có chân răng cắm vào nền. Thường dùng khi hệ số thắm Ka,,<< Kay và tng không thắm nằm không sâu lắm đình 144) - Đập có lữn tường răng: Ko di li giữa xuống tin ting không thắm.
Dùng khi ting thắm không lớn (hình 1.4) ~ Đập có tường nghiêng chân răng: Kéo dài tường nghiêng xuống tận ting không thắm. Ding khi ting thắm không lớn (hind 1. - Đập có bản ege (côn gọi là tường eit): Bản cọc ding trong trường hợp nén thắm nước không phải là đã. Nếu nền thắm nước có bề diy giới hạn thi bản cọc có thể cắm xuống tin ting không thắm (hình I.
Còn néu ting thắm nước rất sâu hoặc được xem như võ han thi bản cọc chỉ đóng xuống một giới hạn nhất định (hình.ân) nhằm gia tăng chiều dài đường thắm, giảm gradient thắm và giảm độ thấm nước qua nền đập. = Đập có ming phun xi măng: Dùng ming xỉ ming để chống thẳm trong trường hop đá bị nứt nẻ, mạch thắm ngằm, đá vôi có hiện tượng các tơ, ng cuội sỏi tương đối dày. Tuy theo độ sâu của nén đá bị nứt nẻ va khả năng thi công mang xi măng mà có thể cắm sâu đến ting không thắm (hình 1.4p) hoặc chỉ sắm sâu đến một giới han nhất định (hình 14). - Đập có tường nghiêng sân trước: Trong trường hợp nén thẳm nước rit sâu hoặc vô hạn thì có thể dùng hình thức chống thấm cho nền là sân trước.
San trước có thể làm bing vật liệu xây dưng đồng chất hoặc vật liệu như tường nghiêng, lõi giữa (hình 1.40) Hư hỏng đập đất 1. Những sự cổ về đập đất trên thé giới Theo thing kê đánh giá của Ủy ban Quốc té về đạp lớn (ICOLD) thi ỷ lệ vỡ đập qua các thời kỹ được thể hiện ở bảng 1. Tỷ lệ vỡ đập qua các thời kỳ [18] Thời gian vỡ đập % “Trước năm 1920 40% Năm 1930 30% Năm 1950 32% Năm 1970 10% Năm 1980 0.85% Trong đ ch châu Âu là những châu lục xây dựng nhiễu đập nên tỷ lệ vỡ đập cũng nhiều nhất.