LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Cảnh
Thái người đã hướng dẫn, vạch ra những định hướng khoa học để tác giả hoàn thành
luận văn này.
Xin cảm ơn Nhà trường, các thầy cô giáo trong Trường Đại học Thủy Lợi, Phòng
đào tạo Đại học và sau Đại học về sự giúp đỡ trong thời gian tác giả học tập và nghiên
cứu.
Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp trong cơ quan đã giúp đỡ, đồng hành
cùng tác giả trong công việc, nghiên cứu trong những năm qua.
Xin cảm ơn lãnh đạo Tỉnh, Sở, Ban quản lý dự án của các tỉnh nghệ An và Hà
Tĩnh.
Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình đã động viên, tạo
điều kiện cho tác giả hoàn thành quá trình học tập và viết luận văn.
Hà Nội, ngày 20 tháng 02 năm 2013
Tác giả
Lưu Văn Minh
BẢN CAM KẾT
Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu tính toán kết cấu đập tràn trên nền cọc. Áp
dụng tính toán tràn xả lũ Đá Hàn, tỉnh Hà Tĩnh”
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn của tôi hoàn toàn là do tôi làm. Những kết quả
nghiên cứu, thí nghiệm không sao chép từ bất kỳ nguồn thông tin nào khác. Nếu vi
phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm, chịu bất kỳ các hình thức kỷ luật nào của
Nhà trường.
Học viên
Lưu Văn Minh
MỤC LỤC
32TMỤC LỤC32T
32TDANH MỤC BẢNG BIỂU.32T
32TDANH MỤC HÌNH VẼ.32T
32TMỞ ĐẦU32T 1
32TI. Tính cấp thiết của đề tài32T 1
32TII. Mục đích của đề tài:32T 2
32TIII. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu32T 2
32TIV. Kết quả dự kiến đạt được.32T 2
32TCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG HỒ CHỨA NƯỚC VÀ ĐẬP ĐẤT32T . 3
32T1.1. Tình hình xây dựng hồ chứa nước và đập đất ở Việt Nam32T 3
32T1.2. Tình hình làm việc của đập tràn-Những hư hỏng thường gặp ở đập tràn32T 7
32T1.2.1. Tình hình làm việc của đập tràn32T 7
32T1.2.2. Những hư hỏng thường gặp ở đập tràn32T 7
32T1.2.3. Các biện pháp kỹ thuật để phòng tránh sự cố đập tràn xả lũ32T 10
32T1.3. Tổng quan về ảnh hưởng nền địa chất đập tràn đến sự ổn định của công
trình trong quá trình khai thác
32T 12
32T1.3.1. Ảnh hưởng của địa chất đập tràn đến sự ổn định của công trình32T 12
32T1.3.2. Ảnh hưởng của địa chất đập tràn đến sự ổn định của công trình.32T 12
32T1.3.2.1. Sự cố địa tầng ở đập tràn xả lũ hồ chứa Tả Trạch - Thừa Thiên Huế32T 13
32T1.3.2.2. Sự cố vỡ đập Z20 - Hà Tĩnh32T 14
32T1.4. Một số giải pháp xử lý để gia tăng ổn định và khả năng chịu tải của nền32T 14
32T1.4.1. Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc cát32T 15
32T1.4.2. Phương pháp xử lý nền bằng cọc vôi và cọc đất - ximăng32T 15
32T1.4.3. Phương pháp xử lý nền bằng đệm cát32T 16
32T1.4.4. Phương pháp xử lý nền bằng cọc khoan nhồi32T 17
32TCHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN TRÀN XẢ LŨ TRÊN NỀN CỌC32T 18
32T2.1. Giới thiệu về nền móng và móng cọc32T 18
32T2.1.1. Nền32T 18
32T2.1.2. Móng32T 18
32T2.1.3. Ý nghĩa của công tác thiết kế nền - móng32T 19
32T2.1.4. Tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn32T 20
32T2.1.5. Móng cọc32T 21
32T2.2. Tổng quan về sức chịu tải của cọc32T 27
32T2.2.1 Sức chịu tải dọc trục32T 27
32T2.2.2. Cọc chịu tải trong ngang32T 36
32T2.3. Giới thiệu về phương pháp phần tử hữu hạn tính toán hệ nền cọc32T 44
32T2.3.1. Giới thiệu về phương pháp phần tử hữu hạn32T 44
32T2.3.4. Các phần mềm tính toán thông dụng hiện nay32T 51
32T2.3.5. Giới thiệu về phần mềm SAP 200032T 51
32TCHƯƠNG 3: ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO ĐẬP TRÀN XẢ LŨ ĐÁ HÀN32T 57
32T3.1. Giới thiệu chung về công trình Đá Hàn.32T 57
32T3.1.1. Giới thiệu chung32T 57
32T3.1.1. Vị trí và bố trí tổng thể công trình.32T 62
32T3.1.2. Tình hình địa chất nền đập tràn.32T 63
32T3.2. Hiện trạng tuyến tràn.32T 66
32T3.3. Tính toán ổn định tràn.32T 66
32T3.3.1. Giải pháp đề xuất.32T 66
32T3.3.2. Tính toán sức chịu tải đứng của cọc khoan nhồi theo điều kiện đất nền.32T 67
32T3.4. Phương pháp và trường hợp tính toán32T 68
32T3.4.1. Phương pháp tính toán.32T 68
32T3.4.2. Trường hợp tính toán.32T 68
32T3.5. Kết quả tính toán trạng thái ứng suất, biến dạng hệ nền cọc32T 69
32T3.5.1. Đơn nguyên đập tràn có cửa32T 69
32T3.5.2. Đơn nguyên đập tràn tự do nằm sát đập tràn có cửa32T 76
32T3.5.3. Đơn nguyên đập tràn tự do nằm sát bờ.32T 84
32T3.6. Đề xuất giải pháp đảm bảo an toàn cho nền tràn xả lũ.32T 91
32T3.6.1. Về khả năng chịu lực của cọc32T 91
32T3.6.2. Về bố trí thép chịu lực trong thân cọc32T 91
32TKẾT LUẬN- KIẾN NGHỊ32T 93
32T1. Kết luận.32T 93
32T2. Kiến nghị.32T 93
32TTÀI LIỆU THAM KHẢO32T 95
32TPHỤ LỤC32T 96
DANH MỤC BẢNG BIỂU.
32TBảng 1-1. Hồ chứa nhiều có dung tích ≥200.000mP
3
P32T 4
32TBảng 1-2. Hồ đập lớn ở Việt Nam (không kể hồ thuỷ điện) theo chiều cao đập32T 5
32TBảng 1-3 : Số lượng hồ cần sửa chữa tràn xã lũ32T 7
32TBảng 2-1: Giá trị Ks đối với các loại cọc hạ trong cát (Meyerhof 1976)32T 29
32TBảng 2-2: Quan hệ giữa SR
u
R và NR
c
R32T 30
32TBảng 2-3: Chiều sâu ngàm cần thiết32T 32
32TBảng 2-4: Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc (T/mP
2
P)32T 34
32TBảng 2-5: Hệ số làm việc của đất ở mặt bên cọc (TCVN 205-1998)32T 34
32TBảng 2-6: Hệ số ma sát bên của đất và thân cọc fR
i
R (TCVN 205-1998)32T 35
32TBảng 2-7: Tiêu chuẩn phân biệt loại cọc32T 37
32TBảng 2-8: Giá trị nR
1
R và nR
2
R32T 39
32TBảng 2-9: Giá trị KR
h
R(KN/mP
3
P) cho đất rời32T 39
32TBảng 2-10: Hệ số nhóm η32T 44
32TBảng 3-1: Mô tả địa chất các lớp đất đá tại vị trí đặt tràn32T 65
32TBảng 3-2: Chỉ tiêu cơ lý của lớp 4a1, 4a và 4b32T 66
32TBảng 3-3: Kết quả nội lực của cọc đoạn tràn có cửa van32T 75
32TBảng 3-4: Kết quả nội lực của cọc đoạn tràn tự do giáp đoạn có cửa van32T 83
32TBảng 3-5: Kết quả nội lực của cọc đoạn tràn tự do giáp bờ32T 90
DANH MỤC HÌNH VẼ.
32THình 1-1: Bản đồ vị trí hồ Tả Trạch.32T 13
32THình 1-2: Mở móng tràn Tả Trạch.32T 13
32THình 1-3: Hình ảnh vỡ đập Z20.32T 14
32THình 1-4: Hình ảnh vỡ đập Z20 ảnh hưởng đến đường sắt.32T 14
32THình 2-1: Cấu tạo móng cọc32T 22
32THình 2-2: Sơ đồ thi công khoan cọc nhồi32T 24
32THình 2-3: Máy khoan cọc nhồi của hãng Benoto32T 25
32THình 2-4: Máy khoan cọc nhồi của hãng Hitachi32T 25
32THình 2-5: Máy khoan cọc nhồi Bauer BG 25C32T 26
32THình 2-6: Máy khoan cọc nhồi Soilmec R516 HD32T 26
32THình 2-7: Các loại mũi khoan cọc nhồi32T 26
32THình 2-8: Cơ cấu mở rộng chân cọc bằng thủy lực32T 27
32THình 2-9: Thi công cọc khoan nhồi tại hiện trường32T 27
32THình 2-10: Các dạng biến dạng của cọc ngắn khi chịu tải trọng ngang32T 37
32THình 2-11: Sức chịu tải trọng ngang của cọc trong đất rờiP
[13]
P32T 41
32THình 2-12: Sức chịu tải ngang của cọc trong đất dínhP
[13]
P32T 42
32THình 2-13: Đồ thị tìm QR
a
R theo chuyển vị cho phép yR
ng
R trong đất rời32T 43
32THình 2-14: Đồ thị tìm QR
a
R theo chuyển vị cho phép yR
ng
Rtrong đất dính32T 43
32THình 2-15: Các phần tử cơ bản trong phương pháp PTHH32T 45
32THình 2-16: Giao diện của phần mềm Sap2000 phiên bản 14.2.232T 56
32THình 3-1: Mặt bằng tràn Đá Hàn32T 63
32THình 3-2: Mặt cắt địa chất dưới đơn nguyên tràn có cửa32T 64
32THình 3-3: Mặt cắt địa chất dưới đơn nguyên tràn tự do32T 64
32THình 3-4: Mặt cắt địa chất dọc theo trục đập32T 64
32THình 3-5: Mặt bàng bố trí cọc trong các đơn nguyên của tràn.32T 67
32THình 3-6. Mô hình tính đơn nguyên tràn có cửa32T 70
32THình 3-7: Số hiệu cọc trong đơn nguyên tràn có cửa32T 70
32THình 3-8: Chuyển vị đứng của đập tổ hợp vừa thi công xong32T 71
32THình 3-9: Chuyển vị ngang của đập tổ hợp vừa thi công xong32T 71
32THình 3-10: Lực dọc trong hàng cột 1,2 tổ hợp thi công vừa xong32T 71
32THình 3-11: Moment M3-3 cọc trong hàng cột 1,2 tổ hợp thi công vừa xong32T 72
32THình 3-12: Lực cắt cọc trong hàng cột 1,2 tổ hợp thi công vừa xong32T 72
32THình 3-13: Chuyển vị đứng của đập tổ hợp thượng lưu là MNDBT32T 73
32THình 3-14: Chuyển vị ngang của đập tổ hợp thượng lưu là MNDBT32T 73
32THình 3-15: Lực dọc trong hàng cột 1,2 tổ hợp thượng lưu là MNDBT32T 74
32THình 3-16: Moment M3-3 cọc trong hàng cột 1,2 tổ hợp thượng lưu là MNDBT32T 74
32THình 3-17: Lực cắt cọc trong hàng cột 1,2 tổ hợp thượng lưu là MNDBT32T 74
32THình 3-18: Mô hình tính đơn nguyên tràn tự do giáp tràn có cửa32T 77
32THình 3-19: Bố trí cọc dưới tràn32T 77
32THình 3-20: Áp lực nước lên tràn32T 78
32THình 3-21: Cọc trong đơn nguyên tràn tự do giáp đơn nguyên tràn có cửa32T 78
32THình 3-22: Chuyển vị đứng của đất nền và đập tổ hợp thi công vừa xong.32T 79
32THình 3-23: Chuyển vị ngang của đất nền và đập tổ hợp thi công vừa xong.32T 79
32THình 3-24: Lực dọc trong hàng cột 1,2 tổ hợp thi công vừa xong32T 79
32THình 2-25: Moment M3-3 cọc trong hàng cột 2,3 tổ hợp thi công vừa xong32T 80
32THình 3-26: Lực cắt cọc trong hàng cột 1,2 tổ hợp thi công vừa xong32T 80
32THình 3-27: Chuyển vị ngang của đất nền và đập tổ hợp thượng lưu ở MNDBT32T 81
32THình 3-28: Chuyển vị ngang của đất nền và đập tổ hợp thượng lưu ở MNDBT32T 81
32THình 3-29: Lực dọc trong hàng cột 1,2 tổ hợp thượng lưu là MNDBT32T 82
32THÌnh 3-30: Moment M3-3 cọc trong hàng cột 1, 2 tổ hợp thượng lưu là MNDBT32T 82
32THình 3-31: Lực cắt cọc trong hàng cột 1,2 tổ hợp thượng lưu là MNDBT32T 82
32THình 3-32: Mô hình tính đơn nguyên tràn tự do giáp bờ32T 84
32THình 3-33: Bố trí cọc dưới tràn đoạn tràn giáp bờ32T 85
32THình 3-34: Số hiệu cọc trong đơn nguyên tràn tự do giáp bờ phải32T 85
32THình 3-35: Chuyển vị đứng của nền và đập đoạn tràn giáp bờ32T 86
32THình 3-36: Chuyển vị ngang của nền và đập đoạn tràn giáp bờ32T 86
32THình 3-37: Lực dọc trong hàng cột 1,2 tổ hợp thi công vừa xong32T 86
32THình 3-38: Moment M3-3 cọc trong hàng cột 1, 2 tổ hợp thi công vừa xong32T 87
32THình 3-39: Lực cắt cọc trong hàng cột 1,2 tổ hợp thi công vừa xong32T 87
32THình 3-40: Chuyển vị đứng của nền và đập đoạn tràn giáp bờ32T 88
32THình 3-41: Chuyển vị ngang của nền và đập đoạn tràn giáp bờ32T 88
32THình 3-42: Lực dọc trong hàng cột 1,2 tổ hợp thượng lưu là MNDBT32T 88
32THình 3-43: Moment M3-3 cọc trong hàng cột 1, 2 tổ hợp thượng lưu là MNDBT32T 89
32THình 3-44: Lực cắt cọc trong hàng cột 1,2 tổ hợp thượng lưu là MNDBT32T 89
1
1
MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài
Tràn xả lũ là một hạng mục rất quan trọng liên quan trực tiếp đến an toàn đập -
Hồ chứa. Thống kế có được cho thấy sự cố đập do nguyên nhân hư hỏng tràn chiếm
tỷ lệ đáng kể và hầu hết là sự cố lớn.
Tràn xả lũ là công trình không thể thiếu ở các hồ chứa nước, nó có nhiệm vụ xả
nước thừa để khống chế mực nước cao nhất có thể giữ ở hồ theo thiết kế, đảm bảo
an toàn cho đập.
Theo thống kê sự cố vỡ đập do hỏng tràn xả lũ gây nên chiếm 25,39%, chưa kể
do khẩu diện tràn xả lũ không thoát được lũ thực tế dẫn đến nước hồ dâng cao hơn
tràn và phá hủy đập. Đây là con số đáng báo động vì đối với các đập đất khi xẩy ra
sự cố thì hậu quả thiệt hại không thể lường hết được. Ngoài thiệt hại về cơ sở, vật
chất, kinh phí của nhà nước còn ảnh hưởng nghiêm trọng tới tính mạng, tài sản và
môi trường sống của nhân dân vùng hạ du.
Có rất nhiều nguyên nhân khác nhau gây ra hỏng tràn như: Do tính toán thủy
văn trước đây không phù hợp với thực tế, kẹt cửa van (tràn xả sâu), tính toán thủy
lực không chuẩn xác, chất lượng vật liệu và thi công kém, chưa đánh giá chính xác
về địa chất nền móng
Thực tế cho thấy có rất nhiều công trình lớn trong quá trình thiết kế đã được
Chủ đầu tư phê duyệt để thi công, nhưng khi mở móng công trình thì địa chất nền
rất phức tạp, các lớp địa chất đất đá phân bố không đồng nhất, không theo một quy
luật nào dẫn đến phải thay đổi thiết kế, biện pháp xử lý được các nhà Tư vấn đưa ra
là xử lý nền bằng phương pháp khoan cọc nhồi. Tuy nhiên biện pháp xử lý khoan
cọc nhồi chưa được phía Tư vấn xử lý triệt để và có bài toán tính toán để đảm bảo
vừa kỹ thuật, vừa kinh tế. Một số công trình phải xử lý nền như: Hệ thống thủy lợi
hồ Tả Trạch, Hệ thống thủy lợi Ngàn Trươi, Công trình ngăn mặn giữ ngọt Thảo
Long, Cống Nhiên Lộc Thị Nghè thuộc dự án chống ngập Sài Gòn, Cống lấy nước
2
2
Nam Đàn, Cống Đò Điểm… Chính vì vậy, việc nghiên Nghiên cứu, tính toán kết
cấu đập tràn trên nền cọc là rất cần thiết và cấp bách.
II. Mục đích của đề tài:
- Nghiên cứu tình hình làm việc của đập tràn, đánh giá tình trạng ổn định của đập
tràn.
- Nghiên cứu các phương pháp tính toán ổn định của đập tràn và biện pháp xử lý
nền đập tràn, đảm bảo an toàn đập.
- Đề xuất phương pháp tính toán bằng Phần tử hữu hạn (PTHH).
- Áp dụng tính toán cho đập tràn trên nền cọc.
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
- Tổng hợp các số liệu lưu trữ về đập tràn.
- Nghiên cứu giải pháp nền một số công trình trọng điểm (đập Tả Trạch, đập Vực
Mấu, đập Ba Khe, đập Kim Sơn, đập Ngàn Trươi, đập Thảo Long, cống Nam Đàn,
cống Đò Điểm…).
- Phân tích định tính và định lượng các công thức, phương pháp tính toán ổn định
và ứng suất nền phần ngưỡng tràn. Lựa chọn các công thức, phương pháp tính toán
phù hợp.
- Tính toán ứng dụng, phân tích so sánh và rút ra kết luận.
IV. Kết quả dự kiến đạt được.
- Xác định được sự ổn định của ngưỡng tràn, đưa ra biện pháp xử lý hiệu quả.
- Tính toán cụ thể cho ngưỡng tràn Đá Hàn.
- Kết quả nghiên cứu được trình bày dưới dạng các đồ thị và biểu đồ.
- Kết luận và kiến nghị.
3
3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG HỒ CHỨA NƯỚC VÀ ĐẬP
ĐẤT
1.1. Tình hình xây dựng hồ chứa nước và đập đất ở Việt Nam
Hồ chứa nước được xây dựng từ năm 1954 ở miền Bắc và từ sau năm 1975 -
khi đất nước hoàn toàn thống nhất thì hồ chứa nước được xây dựng nhiều trên cả
nước, trong đó đập chắn nước tạo hồ chủ yếu là đập đất. Đập đất phát triển không
ngừng cả về số lượng và quy mô. Ngoài một số đập đá đổ lõi sét như đập Hoà
Bình, Hàm Thuận - ĐaMi (Lâm Đồng), Yaly (Gia Lai), một số đập bê tông thông
thường như Tân Giang (Ninh Thuận), Lòng Sông (Bình Thuận), Đá Quại (Hà Tĩnh),
đập bê tông đầm lăn (RCC) Định Bình (Bình Định), Bản Vẽ (Nghệ An), Sơn La…
đập đá đầm nén có bản mặt bê tông cốt thép Cửa Đạt (Thanh Hoá), Nà Hang
(Tuyên Quang), số còn lại đều là đập đất.
Do đặc điểm về địa hình, địa chất, vật liệu xây dựng, phương tiện thi công
của nước ta, trong tương lai đập đất còn nhiều triển vọng phát triển rộng rãi hơn
nữa.
Sở dĩ trong những năm gần đây đập vật liệu địa phương trong đó có đập đất,
đang phát triển với một tốc độ nhanh chóng như vậy và hiện đang có xu hướng phát
triển nhanh hơn nữa về số lượng cũng như quy mô là do nhiều nguyên nhân, trong
đó có những nguyên nhân chủ yếu sau đây:
1. Yêu cầu chất lượng của nền đập đất không cao lắm so với các loại đập khác.
Đập đất hầu như có thể xây dựng được với bất kỳ điều kiện địa chất, địa hình và khí
hậu nào, những vùng động đất cũng có thể xây dựng được đập đất.
2. Với những thành tựu nghiên cứu trong cơ học đất, lý luận thấm, trạng thái
ứng suất cùng với sự phát triển của công nghiệp chất dẻo làm vật liệu chống thấm,
người ta có thể sử dụng được tất cả mọi loại đất hiện có ở vùng xây dựng để đắp
đập và mặt cắt đập ngày càng có khả năng hẹp lại. Do đó giá thành ngày càng có
khả năng hạ thấp và chiều cao đập ngày càng tăng cao.
4
4
3. Sử dụng phương pháp mới để xây dựng những màng chống thấm sâu trong
nền thấm nước mạnh. Đặc biệt dùng phương pháp phun các chất dính kết khác nhau
như xi măng đất sét vào đất nền. Có khả năng tạo thành những màng chống thấm
sâu đến 200m.
4. Có khả năng cơ giới hoá hoàn toàn các khâu đào đất, vận chuyển và đắp đất
với những máy móc có công suất lớn do đó rút ngắn được thời gian xây dựng, hạ
giá thành công trình và hầu như có thể loại hoàn toàn lực lượng lao động thủ công.
5. Giảm xuống đến mức thấp nhất việc sử dụng các loại vật liệu hiếm như xi
măng, sắt, thép và từ đó giảm nhẹ được các hệ thống giao thông mới và phương
tiện giao thông.
6. Do những thành tựu về nghiên cứu và kinh nghiệm xây dựng các loại công
trình tháo nước, đặc biệt là do phát triển việc xây dựng đường hầm mà giải quyết
được vấn đề tháo nước ngoài thân đập với lưu lượng lớn.
Tính đến nay (theo số liệu của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn)
P
[1]
P, nước
ta có khoảng 1.959 hồ chứa có dung tích từ 200.000 m
P
3
P trở lên (chưa kể các hồ thuỷ
điện). Trong đó có 81 hồ có dung tích trên 10 triệu m
P
3
P nước, 66 hồ có dung tích từ 5
đến 10 triệu m
P
3
P nước, từ 1 đến dưới 5 triệu mP
3
P có 442 hồ, còn lại 1.370 hồ có dung
tích từ 200.000 m
P
3
P đến dưới 1 triệu mP
3
P. Tổng dung tích trữ 5,793 tỷ mP
3
P nước, tưới
ổn dịnh cho 502.883 héc ta đất canh tác.
Trong số 64 tỉnh, thành, nước ta có 42 tỉnh, thành phố có hồ chứa nước. Các
tỉnh có số lượng hồ chứa nhiều là Nghệ An (249 hồ); Hà Tĩnh (168 hồ); Thanh Hoá
(123 hồ); Phú Thọ (118 hồ); Đăk Lăk (116 hồ); Bình Định (108 hồ); Vĩnh Phúc (96
hồ); Hoà Bình (88 hồ); Quảng Trị (63 hồ); Quảng Nam (59 hồ)….
Bảng 1-1. Hồ chứa nhiều có dung tích
≥
200.000m
3
TT
Tỉnh, thành phố
Số lượng
1
Nghệ An
249
2
Hà Tĩnh
168
3
Thanh Hoá
123
4
Phú Thọ
118
5
5
5
Đăk Lăk
116
6
Bình Định
108
7
Quảng Bình
103
8
Vĩnh Phúc
96
9
Hoà Bình
88
10
Quảng Trị
63
11
Quảng Nam
59
12
Quảng Ngãi
53
13
Quảng Ninh
52
14
Yên Bái
51
15
Bắc Giang
49
16
Tuyên Quang
49
17
Lạng Sơn
44
Bảng 1-2. Hồ đập lớn ở Việt Nam (không kể hồ thuỷ điện) theo chiều cao đập
TT Tên hồ Tỉnh
Dung tích
(10
6
m³)
H
max
(m)
Năm
XD
Năm
hoàn
thành
1
Đá Bàn
Khánh Hoà
79.20
42.50
1977
1988
2
Cấm Sơn
Bắc Giang
555.00
42.50
1966
1974
3
Xạ Hương
Vĩnh Phúc
13.43
41.00
1977
1984
4
Yên Lập
Quảng Ninh
118.10
40.00
1976
1980
5
Phú Ninh
Quảng Nam
414.40
39.40
1977
1982
6
Đa Nhim
Lâm Đồng
165.00
38.00
1960
1963
7
Kẻ Gỗ
Hà Tĩnh
345.00
37.50
1976
1979
8
Tà Keo
Lạng Sơn
14.00
35.00
1967
1972
9
Sông Mực
Thanh Hoá
314.00
33.40
1977
1983
10
Tiên Lang
Quảng Bình
17.90
32.30
1976
1978
11
Tuyền Lâm
Lâm Đồng
10.06
32.00
1980
1987
6
6
12
Núi Một
Bình Định
111.50
30.00
1978
1986
13
Cẩm Ly
Quảng Bình
42.00
30.00
1963
1965
14
Vực Tròn
Quảng Bình
52.80
29.00
1979
1986
15
Hội Sơn
Bình Định
30.50
29.00
1982
1985
16
Liệt Sơn
Quảng Ngãi
28.60
29.00
1977
1981
17
Dầu Tiếng
Tây Ninh
1,580.80
28.00
1979
1985
18
Núi Cốc
Thái Nguyên
175.50
26.00
1972
1978
19
Pa Khoang
Lai Châu
45.90
26.00
1974
1978
20
Khuôn Thần
Bắc Giang
20.10
26.00
1960
1963
21
Hoà Trung
Đà Nẵng
10.30
26.00
1979
1984
22
Khe Chè
Quảng Ninh
11.50
25.20
1986
1990
23
Yên Mỹ
Thanh Hoá
66.20
25.00
1978
1980
24
Thượng Tuy
Hà Tĩnh
19.60
25.00
1961
1964
25
Suối Hai
Hà Tây
46.50
24.00
1958
1963
26
Phú Xuân
Phú Yên
12.10
23.70
1994
1996
27
Vĩnh Trinh
Quảng Nam
20.30
23.00
1977
1980
28
Vực Trống
Hà Tĩnh
130.00
22.80
1970
1974
29
Quất Đông
Quảng Ninh
11.30
22.60
1978
1983
30
Khe Tân
Quảng Nam
43.50
22.40
1985
1989
31
Đồng Mô
Hà Tây
84.50
21.00
1970
1974
32
Biển Hồ
Gia Lai
41.50
21.00
1980
1985
33
Kinh Môn
Quảng Trị
16.70
21.00
1985
1989
Đa số các công trình đều phát huy cao hiệu quả phục vụ cấp nước cho sinh
hoạt, sản xuất nông nghiệp - công nghiệp (Dầu tiếng, Núi Cốc, Kẻ Gỗ, Vệ
Vừng….), tạo ra những biến đổi sâu sắc về đời sống và xã hội một cách toàn diện,
góp phần vào công cuộc công nghiệp hoá nông nghiệp và nông thôn của nước nhà.
Bên cạnh đó cũng không ít công trình kém hiệu quả, chủ yếu do các sự cố phát sinh
từ phía đập - hạng mục quan trọng và cần thiết nhất trong việc xây dựng các hồ
chứa nước. Để tất cả các công trình xây dựng xong phát huy được hiệu quả tối ưu,
7
7
cần thiết phải đầu tư nghiên cứu một cách đúng đắn có khoa học các biện pháp đảm
bảo an toàn đập cũng như hồ chứa nhằm mang lại lợi ích tổng hợp, đa mục tiêu cho
đời sống kinh tế xã hội của nhân dân.
1.2. Tình hình làm việc của đập tràn-Những hư hỏng thường gặp ở đập tràn
1.2.1. Tình hình làm việc của đập tràn
Nhiều hồ chứa còn thiếu năng lực xả lũ do tính toán lũ thiết kế thiếu tài liệu,
tính thiên nhỏ, mô hình thiết kế lũ không phù hợp với tình hình mưa lũ trên lưu vực,
rừng đầu nguồn bị tàn phá nên lũ tập trung về hồ nhiều hơn và nhanh hơn dẫn đến
đập luôn làm việc trong điều kiện nguy hiểm, bị đe doạ mất an toàn.
Trong 25 hồ chứa lớn được Bộ Nông nghiệp và PTNT cho sửa chữa gần đây có
14 hồ đã phải mở rộng tràn xả lũ, một số hồ phải tăng 1,5 ÷ 2 lần quy mô tràn như
các hồ Pa Khoang (Lai Châu), Chúc Bài Sơn (Quảng Ninh), Núi Một, Hội Sơn
(Bình Định), Phú Ninh (Quảng Nam) (theo số liệu của Bộ Nông nghiệp và
PTNT)
Về hiện trạng tràn xả lũ của các hồ: Nhiều hồ chứa có tràn xả lũ chỉ là tràn tạm
không được gia cố bằng đá xây, bê tông chất lượng đã xuống cấp.
Theo kết quả điều tra năm 2002
P
[1]
P, số lượng các hồ chứa còn thiếu năng lực xả
lũ và cần sửa chữa nâng cấp tràn như bảng 1-3:
Bảng 1-3 : Số lượng hồ cần sửa chữa tràn xã lũ
TT
Loại hồ (theo dung
tích)
Số hồ còn thiếu năng lực
xả lũ/tổng số hồ
Số hồ cần sửa chữa
tràn/tổng số hồ
1
W
tru
≥
10 triệu m³
10/79 10/79
2
W
tru
= 5÷10 triệu m³
21/66
20/66
3
W
tru
= 1 ÷ 5 triệu m³
118/442
162/442
4
W
tru
≤
1 triệu m³
457/1370
572/1370
1.2.2. Những hư hỏng thường gặp ở đập tràn
1.2.2.1. Lũ vượt qua đỉnh đập tràn
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
8
8
+ Tính toán thủy văn sai: Mưa gây ra lũ tính nhỏ, lưu lượng đỉnh lũ nhỏ; tổng
lượng lũ nhỏ hơn thực tế; các dạng lũ thiết kế không phải là bất lợi; thiếu lưu vực;
lập đường cong dung tích hồ W=f(H) lệch về phía lớn, lập đường cong khả năng xả
lũ của đập tràn Q=f(H) sai lệch với thực tế.
+ Cửa đập tràn bị kẹt.
+ Lũ vượt tần suất thiết kế, không có tràn xả lũ dự phòng.
1.2.2.2.Thấm qua nền
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
+ Đánh giá sai địa chất nền.
+ Không có biện pháp xử lý nền hoặc có nhưng biện pháp xử lý không thích
hợp.
+ Thi công biện pháp xử lý nền không đảm bảo chất lượng.
1.2.2.3. Thấm qua thân đập.
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
Chất lượng bê tông hoặc đá xây đập tràn không đảm bảo do:
+ Mác bê tông hoặc mác vữa thấp không đạt yêu cầu chống thấm.
+ Chất lượng công tác xây đúc không đảm bảo (do chất lượng cốt liệu, chất
lượng, chất lượng xi măng, chất lượng đầm xây, bảo dưỡng vv….).
+ Không có biện pháp tốt để xử lý nhiệt trong khi đổ bê tông gây ra nứt nẻ do
nhiệt.
+ Xử lý không tốt các khe thi công.
1.2.2.4. Đập trôi hoặc gẫy
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
+ Nền bị phá hoại (lún, rỗng) do đánh giá sai tình hình địa chất nền và gây ra
chênh lệch biến dạng lớn trong công trình.
+ Không có biện pháp xử lý nền hoặc có nhưng biện pháp xử lý không thích
hợp.
+ Không dự kiến được khả năng bị thoái hóa của nền.
+ Thiết kế chọn tổ hợp tải trọng sai với thực tế.
9
9
+ Thiết kế chọn sai sơ đồ hoặc phương pháp tính toán.
+ Thi công biện pháp xử lý nền không đảm bảo chất lượng.
1.2.2.5. Xói tiêu năng
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
+ Đánh giá sai địa chất nền.
+ Xác định sai mức nước hạ lưu đập do đường quan hệ Q=f(h) ở hạ lưu đập tràn
sai lệch so với thực tế.
+ Biện pháp tiêu năng không thích hợp.
+ Thi công phần tiêu năng không đảm bảo chất lượng.
+ Vận hành đập tràn sai quy trình.
1.2.2.6. Xói lở hạ lưu
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
+ Không khảo sát địa chất công trình hoặc đánh giá sai tình hình địa chất hạ du
đập tràn trên đoạn nối tiếp hạ du trong phạm vi chịu ảnh hưởng xả lũ của đập tràn.
+ Không có biện pháp xử lý hoặc có nhưng biện pháp xử lý không thích hợp.
+ Thi công biện pháp xử lý không đảm bảo chất lượng.
1.2.2.7. Gãy cửa
- Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
+ Thiết kế không đảm bảo chất lượng do.
+ Kết cấu bất hợp lý hoặc không thích hợp.
+ Chọn sai tổ hợp tải trọng.
+ Chọn sai sơ đồ hoặc phương pháp tính toán.
- Gia công, chế tạo, lắp đặt không đảm bảo chất lượng.
- Không bảo dưỡng tốt trong quá trình vận hành.
1.2.2.8. Kẹt cửa
Do các nguyên nhấn sau đây gây ra:
- Thiết kế ko đảm bảo chất lượng do:
+ Kết cấu bất hợp lý hoặc ko thích hợp.
+ Chọn sai tổ hợp tải trọng.
1
1
0
0
+ Chọn sai sơ đồ hoặc phương pháp tính toán.
- Gia công, chế tạo lắp đặt không đảm bảo chất lượng.
- Việc bảo dưỡng cửa không đảm bảo chất lượng:
+ Không vận hành thử trước mỗi trận lũ để khắc phục kịp thời.
1.2.2.9. Hỏng thiết bị đóng mở
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
+ Thiết kế tính toán sai tải trọng gây ra quá tải.
+ Thiết kế không có biện pháp bảo vệ thiết bị.
+ Việc chế tạo và lắp đặt thiết bị không đảm bảo chất lượng.
+ Việc bảo dưỡng thiết bị không đảm bảo chất lượng.
+ Vận hành sai quy trình.
1.2.3. Các biện pháp kỹ thuật để phòng tránh sự cố đập tràn xả lũ
1.2.3.1. Khả năng tháo lũ của đập tràn xả lũ
Khả năng tháo lũ là chỉ tiêu quan trọng bậc nhất quyết định quy mô, loại hình
và vốn đầu tư xây dựng tràn xả lũ. Chỉ tiêu này là kết quả tính toán thủy văn công
trình. Tình hình thực tế cho thấy là, đối với những đập lớn và rất lớn thì có tương
đối đầy đủ số liệu quan trắc, nên kết quả tính toán là đáng tin cậy. Tuy nhiên đối với
những công trình này, hiện nay thực tế bắt đầu phát sinh tình hình mới về tiêu chuẩn
xả lũ theo chiều hướng gia tăng an toàn cao hơn trước. Đối với những đập vừa vừa,
đặc biệt là đập nhỏ thì không có hoặc có không đầy đủ số liệu quan trắc thực tế, do
đó phải dùng nhiều phương pháp gần đúng để tính toán lũ, vì thế độ tin cậy không
cao, thường là thiên nhỏ. Tình hình đó dẫn đến hàng loạt đập nhỏ bị lũ cuốn trôi.
1.2.3.2. Công trình đập tràn loại đặc biệt
Phải đảm bảo xả được lưu lượng lũ cực hạn. Trong trường hợp này đập tràn có
thể bị hư hỏng lớn nhưng không nghiêm trọng, như thân tràn, tiêu năng có thể bị xói
lở nhưng không ảnh hưởng đến độ an toàn chung của đập tràn.
Trong trường hợp có xây dựng đập tràn dự phòng sự cố, thì nên phân biệt như
sau:
1
1
1
1
- Loại chính thức phải bảo đảm độ an toàn cực hạn, đập tràn chính thức có thể
bị hư hỏng lớn nhưng không nghiêm trọng và không ảnh hưởng đến độ an toàn
chung của đập tràn.
- Loại dự phòng sự cố có thể bị hư hỏng nghiêm trọng, và sau lũ có điều kiện để
khôi phục; ngoại trừ trường hợp nếu việc kiên cố hóa đập tràn dự phòng ngay từ khi
xây dựng có chi phí không lớn thì đập tràn này cũng được thiết kế có thể xả được lũ
cực hạn, và có thể bị hư hỏng lớn nhưng không nghiêm trọng.
1.2.3.3. Công trình đập tràn loại quan trọng
Đập phải được kiểm tra với lũ cực hạn, trạng thái chịu lực ở trạng thái cực hạn,
có thể bị sự cố nghiêm trọng nhưng không ảnh hưởng đến độ an toàn chung của
đập.
Trong trường hợp có xây dựng đập tràn dự phòng sự cố, thì nên phân biệt như
sau:
- Loại chính thức phải bảo đảm độ an toàn cực hạn, đập tràn chính thức không
bị vỡ, có thể bị hư hỏng lớn nhưng không nghiêm trọng.
- Loại dự phòng sự cố có thể bị hư hỏng nghiêm trọng; thậm chí có thể bị vỡ
nhưng sau lũ có điều kiện để khôi phục; ngoại trừ trường hợp nếu việc kiên cố hóa
đập tràn dự phòng ngay từ khi xây dựng có chi phí không lớn thì đập tràn này cũng
được thiết kế có thể xả được lũ cực hạn, và có thể bị hư hỏng lớn nhưng không
nghiêm trọng.
1.2.3.4. Công trình đập tràn loại vừa
Đối với những công trình vừa không đặt vấn đề thiết kế với lũ cực hạn, mà chỉ
nên thiết kế với lũ lịch sử hoặc tần suất thiết kế; bởi vì nếu thiết kế với lũ cực hạn
thì chi phí xây dựng sẽ rất lớn.
- Đối với những công trình đã thiết kế, cần nâng cấp để có khả năng tháo lũ lịch
sử. Đập tràn xả lũ có thể bị hư hỏng lớn nhưng không bị vỡ và sau lũ có điều kiện
để khôi phục.
1
1
2
2
- Đối với những công trình thiết kế mới, phải được thiết kế với lũ lịch sử thay vì
theo tần suất đơn thuần như trước đây. Công trình được đảm bảo an toàn khi xảy ra
lũ lịch sử.
1.2.3.5. Công trình đập tràn loại nhỏ.
Lũ kiểm tra đối với những công trình nhỏ là lũ theo tần suất thiết kế tùy thuộc
vào cấp công trình theo quy phạm hiện hành.
- Đối với những đập đã được xây dựng, đập nhỏ hiện nay một mặt có cao trình
đỉnh thấp hơn cao trình thiết kế từ 0,5-:-1,0m với số lượng lớn 20%, mặt khác lũ
kiểm tra theo thiết kế thường là nhỏ hơn lũ thực tế. Vì thế cần phải nâng cao đập để
chống tràn qua đập khi gặp lũ kiểm tra; đảm bảo cho đập không bị vỡ nhưng có thể
bị sự cố lớn.
- Đối với những công trình thiết kế mới, phải được thiết kế theo tần suất lũ kiểm
tra, đập không bị vỡ nhưng có thể bị hư hỏng nhỏ.
1.3. Tổng quan về ảnh hưởng nền địa chất đập tràn đến sự ổn định của công
trình trong quá trình khai thác
1.3.1. Ảnh hưởng của địa chất đập tràn đến sự ổn định của công trình
Một trong những nguyên nhân chính gây ra hư hỏng đập tràn chính là địa chất
nền tràn.
Sự cố công trình thuỷ lợi do nhiều nguyên nhân gây ra, trong đó khảo sát địa
hình, địa chất là nguyên nhân phổ biến nhất và nguy hiểm nhất cho công trình đầu
mối thuỷ lợi.
Hậu quả do sự cố gây ra thường là nghiêm trọng, việc xử lý rất tốn kém, gây ra
tổn thất lớn về tính mạng, tài sản của nhân dân và tài sản của quốc gia, có ảnh
hưởng xấu về kinh tế, và đối với những sự cố lớn và nghiêm trọng còn ảnh hưởng
xấu đến tình hình xã hội.
Đánh giá địa chất nền công trình không đầy đủ và chính xác, trong quá trình thi
công, quản lý và khai thác công trình sẽ xảy ra sự cố. Sự cố công trình lớn và
nghiêm trọng thường xảy ra đột ngột, trong một thời gian ngắn, không kịp ứng phó.
1.3.2. Ảnh hưởng của địa chất đập tràn đến sự ổn định của công trình.
1
1
3
3
1.3.2.1. Sự cố địa tầng ở đập tràn xả lũ hồ chứa Tả Trạch - Thừa Thiên Huế
Công trình hồ chứa nước Tả
Trạch được Chính phủ phê duyệt
vào năm 2001 với tổng mức đầu
tư 1.081 tỉ đồng. Tuy nhiên, mãi
đến tháng 11 năm 2005, công
trình mới được khởi công xây
dựng và đến thời điểm quý I/2008,
tổng dự toán của công trình này là
2.659 tỉ đồng.
Công trình có nhiệm vụ:
- Chống lũ tiểu mãn, lũ sớm; giảm lũ chính vụ cho hệ thống sông Hương.
- Cấp nước cho sinh hoạt và công nghiệp với lưu lượng Q = 2,0 m
P
3
P/s.
- Tạo nguồn nước tưới ổn định cho 34.782 ha đất canh tác thuộc vùng đồng bằng
sông Hương.
- Bổ sung nguồn nước ngọt cho hạ lưu sông Hương để đẩy mặn, cải thiện môi
trường vùng đầm phá, phục vụ nuôi trồng thủy sản với lưu lượng Q=25,0 m
P
3
P/s.
- Phát điện với công suất lắp máy N = 19,5 MW.
Tràn xả lũ của hồ chứa Tả
Trạch do Tổng Cty cổ phần Tư
vấn thủy lợi Việt Nam thiết kế,
kết quả thăm dò, khảo sát địa tầng
trước khi xây dựng cho kết quả:
Đất - đá - đá cứng (phần đá cứng
ở độ sâu 10m). Tuy nhiên khi thi
công, đào xuống lại cho kết quả
ngược lại là: Đất - đá - đất, do bị
một vệt đứt gãy địa tầng, và càng đào sâu càng gặp đất, thay vì đá cứng hơn như
thông thường.
0BHình 1-1: Bản đồ vị trí hồ Tả Trạch.
1BHình 1-2: Mở móng tràn Tả Trạch.
1
1
4
4
Biện pháp sử lý sự cố tràn xả lũ Tả Trạch được Tổng Công ty cổ phần Tư vấn
thủy lợi Việt Nam thiết kế bằng biện pháp khoan cọc nhồi.
1.3.2.2. Sự cố vỡ đập Z20 - Hà Tĩnh
Hồ chứa nước Z20 đã được Ủy ban nhân dân tỉnh Hà Tĩnh phê duyệt năm 2008.
Là một hồ chứa nhỏ, dung tích hồ chứa 0,3 triệu khối nước. Tuy nhiên quá trình
khảo sát đã đánh giá địa chất nền công trình không đúng nên thiết kế đã không xử lý
triệt để lớp địa chất kém bằng chân khay nên khi tích nước được một thời gian thì
đến ngày 16 tháng 9 năm 2009 đã bị vỡ đập.
2BHình 1-3: Hình ảnh vỡ đập Z20.
3BHình 1-4: Hình ảnh vỡ đập Z20 ảnh
hưởng đến đường sắt.
Tuy là hồ chứa loại nhỏ khi vỡ đã gây thiện hại rất lớn cho nhân dân và đặc biệt
là ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuyến đường sắt Bắc - Nam.
1.4. Một số giải pháp xử lý để gia tăng ổn định và khả năng chịu tải của nền
Xử lý nền đất yếu nhằm mục đích làm tăng sức chịu tải của nền đất, cải thiện
một số tính chất cơ lý của nền đất yếu như: Giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún,
tăng độ chặt, tăng trị số modun biến dạng, tăng cường độ chống cắt của đất, giảm
tính thấm của đất
Các biện pháp xử lý nền thông thường:
- Các biện pháp cơ học: Bao gồm các phương pháp làm chặt bằng đầm, đầm
chấn động, phương pháp làm chặt bằng giếng cát, các loại cọc (cọc bê tông, cọc cát,
1
1
5
5
cọc đất, cọc vôi ), phương pháp thay đất, phương pháp nén trước, phương pháp vải
địa kỹ thuật, phương pháp đệm cát
- Các biện pháp vật lý: Gồm các phương pháp hạ mực nước ngầm, phương pháp
dùng giếng cát, phương pháp bấc thấm, điện thấm
- Các biện pháp hóa học: Gồm các phương pháp keo kết đất bằng xi măng, vữa
xi măng, phương pháp Silicat hóa, phương pháp điện hóa
1.4.1. Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc cát
Khác với các loại cọc cứng khác (bê tông, bê tông cốt thép, cọc gỗ, cọc tre ) là
một bộ phận của kết cấu móng, làm nhiệm vụ tiếp nhận và truyền tải trọng xuống
đất nền, mạng lưới cọc cát làm nhiệm vụ gia cố nền đất yếu nên còn gọi là nền cọc
cát.
Việc sử dụng cọc cát để gia cố nền có những ưu điểm nổi bật sau: Cọc cát làm
nhiệm vụ như giếng cát, giúp nước lỗ rỗng thoát ra nhanh, làm tăng nhanh quá trình
cố kết và độ lún ổn định diễn ra nhanh hơn; Nền đất được ép chặt do ống thép tạo
lỗ, sau đó lèn chặt đất vào lỗ làm cho đất được nén chặt thêm, nước trong đất bị ép
thoát vào cọc cát, do vậy làm tăng khả năng chịu lực cho nền đất sau khi xử lý; Cọc
cát thi công đơn giản, vật liệu rẻ tiền (cát) nên giá thành rẻ hơn so với dùng các loại
vật liệu khác. Cọc cát thường được dùng để gia cố nền đất yếu có chiều dày > 3m.
1.4.2. Phương pháp xử lý nền bằng cọc vôi và cọc đất - ximăng
Cọc vôi thường được dùng để xử lý, nén chặt các lớp đất yếu như: Than bùn,
bùn, sét và sét pha ở trạng thái dẻo nhão.
Việc sử dụng cọc vôi có những tác dụng sau:
- Sau khi cọc vôi được đầm chặt, đường kính cọc vôi sẽ tăng lên 20% làm cho
đất xung quanh nén chặt lại.
- Khi vôi được tôi trong lỗ khoan thì nó toả ra một nhiệt lượng lớn làm cho
nước lỗ rỗng bốc hơi làm giảm độ ẩm và tăng nhanh quá trình nén chặt.
- Sau khi xử lý bằng cọc vôi nền đất được cải thiện đáng kể: Độ ẩm của đất
giảm 5 - 8%; Lực dính tăng lên khoảng 1,5 - 3lần.
Việc chế tạo cọc đất - ximăng cũng giống như đối với cọc đất - vôi, ở đây xilô
chứa ximăng và phun vào đất với tỷ lệ định trước. Lưu ý sàng ximăng trước khi đổ
1
1
6
6
vào xilô để đảm bảo ximăng không bị vón cục và các hạt ximăng có kích thước đều
< 0,2mm, để không bị tắc ống phun.
Hàm lượng ximăng có thể từ 7 - 15% và kết quả cho thấy gia cố đất bằng
ximăng tốt hơn vôi và đất bùn gốc cát thì hiệu quả cao hơn đất bùn gốc sét.
Qua kết quả thí nghiệm xuyên cho thấy sức kháng xuyên của đất nền tăng lên từ
4 - 5 lần so với khi chưa gia cố.
Ở nước ta đã sử dụng loại cọc đất - ximăng này để xử lý gia cố một số công
trình và hiện nay triển vọng sử dụng loại cọc đất - ximăng này để gia cố nền là rất
tốt.
1.4.3. Phương pháp xử lý nền bằng đệm cát
Lớp đệm cát sử dụng hiệu quả cho các lớp đất yếu ở trạng thái bão hoà nước
(sét nhão, sét pha nhão, cát pha, bùn, than bùn…) và chiều dày các lớp đất yếu nhỏ
hơn 3m.
Biện pháp tiến hành: Đào bỏ một phần hoặc toàn bộ lớp đất yếu (trường hợp
lớp đất yếu có chiều dày bé) và thay vào đó bằng cát hạt trung, hạt thô đầm chặt.
Việc thay thế lớp đất yếu bằng tầng đệm cát có những tác dụng chủ yếu sau:
- Lớp đệm cát thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới đáy móng, đệm cát đóng
vai trò như một lớp chịu tải, tiếp thu tải trọng công trình và truyền tải trọng đó các
lớp đất yếu bên dưới.
- Giảm được độ lún và chênh lệch lún của công trình vì có sự phân bố lại ứng
suất do tải trọng ngoài gây ra trong nền đất dưới tầng đệm cát.
- Giảm được chiều sâu chôn móng nên giảm được khối lượng vật liệu làm
móng.
- Giảm được áp lực công trình truyền xuống đến trị số mà nền đất yếu có thể
tiếp nhận được.
- Làm tăng khả năng ổn định của công trình, kể cả khi có tải trọng ngang tác
dụng, vì cát được nén chặt làm tăng lực ma sát và sức chống trượt.
Tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền, do vậy làm tăng nhanh khả năng chịu
tải của nền và tăng nhanh thời gian ổn định về lún cho công trình.