Các giải pháp công nghệ chống thấm cho nền cát cuội sỏi. Ứng dụng công nghệ hợp lý cho hồ chứa nước Mỹ Lâm Phú Yên

1

LỜI CẢM ƠN
Luận văn "Các giải pháp công nghệ chống thấm cho nền cát
cuội sỏi. Ứng dụng công nghệ hợp lý cho hồ chứa nước Mỹ Lâm Phú Yên” được hoàn thành nhờ sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy
giáo, bạn bè đồng nghiệp, cơ quan và gia đình.
Có được thành quả này là nhờ sự truyền đạt 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 Tư vấn và Chuyển giao công
nghệ - Trường Đại học Thủy lợi, gia đình, bạn bè đồng nghiệp trong
công tác và học tập để tác giả hoàn thành luận văn này.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy - PGS.TS. Lê
Văn Hùng đã tận tình hướng dẫn và cung cấp các tài liệu cần thiết
cho luận văn này.
Hà nội, ngày 05 tháng 3 năm
2010

Phạm Ngọc Văn

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


2

MỞ ĐẦU

I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:
Việt Nam có hệ thống công trình thủy lợi rất phong phú và đa
dạng, trong đó các công trình đê, đập chiếm tỷ lệ lớn và phân bố
không đồng đều theo vùng lãnh thổ. Theo thống kê của Bộ
NN&PTNT năm 2002 thì nước ta có khoảng 2360 con Sông có
chiều dài trên 10km, trong đó có 9 hệ thống sông chính và có
khoảng 1967 hồ (dung tích mỗi hồ trên 2.10 5m3), trong đó có 10 hồ
thủy điện có tổng dung tích 19 tỷ m 3.
Khi xây dựng đập, đặc biệt là ở vùng trung du và miềm núi
thường gặp nền cát cuội sỏi (nền bồi tích) có hệ số thấm K=10 -1 10-2 cm/s và có chiều dày tầng cát cuội sỏi thay đổi trong phạm vi
rất lớn.Vì vậy việc lựa chọn giải pháp xử lý chống thấm cho nền
cát cuội sỏi khi xây dựng đập nhằm đáp ứng mục tiêu về kỹ thuật,
kinh tế và điều kiện thiết bị thi công ở Việt Nam là một tiêu chí rất
quan trọng và cần thiết.
Để xử lý chống thấm cho nền đập, chúng ta thường áp dụng
các giải pháp như: Giải pháp thay đất nền (đào chân khay kết hợp
với tường nghiên sân phủ hoặc tường tâm), tạo màng chống thấm
(hào bentonite, tạo hàng cọc xi măng đất, cọc cừ kết hợp với các
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


3

biện pháp chống thấm khác, khoan phụt xi măng đất sét,các giải
pháp hóa lý,...). Xử lý nền bằng cọc xi măng đất là một trong số
những giải pháp đã và đang được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi ở Việt
Nam.

Giải pháp xử lý nền bằng cọc xi măng đất không chỉ ứng dụng cho
xử lý nền đập mà còn ứng dụng cho các mục đích khác như: Gia cố nến
sân bãi, bến cảng, chống thấm mang cống, làm tường chắn cho hố
móng công trình…
Đề tài tập trung nghiên cứu các giải pháp công nghệ xử lý
chống thấm cho nền về nguyên lý công nghệ, biện pháp thi công, ưu
nhược điểm của các giải pháp, điều kiện ứng dụng. Từ đó có những
kiến nghị cần thiết khi ứng dụng các giải pháp này trong thực tế xây
dựng công trình.
II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI:
+ Tổng quan về các giải pháp xử lý chống thấm cho nền đập.
+ Cơ sở khoa học và thực tiễn của các giải pháp xử lý chống thấm
cho nền cát cuội sỏi, từ đó nêu ra ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng
cho từng giải pháp.
+ Áp dụng tính toán, lựa chọn biện pháp xử lý chống thấm cho nền
đập của Hồ chứa nước Mỹ Lâm - Phú Yên bằng cọc xi măng đất.
III. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
+ Cách tiếp cận:
- Tìm hiểu thông tin và các tài liệu đã được nghiên cứu và ứng
dụng.
- Khảo sát thực tế những công trình đã ứng dụng các công nghệ
xử lý chống thấm cho nền cát cuội sỏi ở các công trình của Việt
Nam.
- Các đánh giá của các chuyên gia.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình

4

+ Phương pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu tổng quan về lý thuyết và thực tiển của các giải
pháp xử lý chống thấm cho nền đập với loại đất nền là cát cuội
sỏi có.
- Nghiên cứu ứng dụng cụ thể cho một công trình phục vụ sản
xuất.
IV. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC:
+ Tổng quan được các giải pháp xử lý chống thấm cho nền cát cuội
sỏi.
+ Ứng dụng kết quả nghiên cứu để tính toán, lựa chọn giải pháp xử
lý chống thấm nền đập cho một công trình cụ thể phục vụ sản xuất.
IV. NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN:

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


5

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NỀN THẤM NƯỚC KHI XÂY DỰNG HỒ
CHỨA NƯỚC Ở VIỆT NAM
1.1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP Ở VIỆT
NAM
Theo thống kê của Bộ NN&PTNT năm 2002 cả nước ta đã có
1.967 hồ (dung tích mỗi hồ trên 2.105 m3). Trong đó có 10 hồ thủy

điện có tổng dung tích 19 tỷ m3 còn lại là 1957 hồ thủy nông với
dung tích 5,842 tỷ m3. Nếu chỉ tính các hồ có dung tích từ 1 triệu m 3
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 63 tỉnh thành nước ta có 41 tỉnh thành có hồ chứa nước (xem
hình 1-1). Các hồ này được đầu tư 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 dựng khoảng 50%.

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


6

Hình 1 - 1: Biểu đồ phân bố hồ chứa nước trên toàn quốc

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


7

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 khác nhau: Đất pha tàn tích sườn đồi, đất Bazan, đất ven biển
miền Trung. Phần lớn các đập ở miền Bắc và 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, cọc xi măng đất ở
đập Đá Bạc - Hà Tĩnh…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 ( xem thống kê ở bảng 1-1).
Bảng 1 - 1: Thống kê một số đập đất, đập đá lớn ở Việt Nam

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


8

Loại
Đập
1 Suối Hai
Hà Tây
Đất
2 Đa Nhim
Lâm Đồng

Đất
3 Suối Hai
Hà Tây
Đất
4 Thượng Tuy Hà Tĩnh
Đất
5 Thác Bà
Yên Bái
Đá
Quảng
6 Cẩm Ly
Đất
Bình
7 Tà Keo
Lạng Sơn
Đất
8 Cấm Sơn
Bắc Giang
Đất
9 Vực Trống
Hà Tĩnh
Đất
10 Đồng Mô
Hà Tây
Đất
Quảng
11 Tiên Lang
Đất
Bình
12 Pa Khoang

Lai Châu
Đất
13 Hòa Bình
Hòa Bình
Đất/đá
14 Yên Mỹ
Thanh Hoá
Đất
Quảng
15 Yên Lập
Đất/ Đá
Ninh
Quảng
16 Vĩnh Trinh
Đất
Nam
17 Núi Một
Bình Định
Đất
Quảng
18 Liệt Sơn
Đất
Ngãi
Quảng
19 Phú Ninh
Đất
Nam
Thái
20 Núi Cốc
Đất

Nguyên
21 Xạ Hương
Vĩnh Phúc
Đất
22 Sông Mực
Thanh Hoá
Đất
Quảng
23 Quất Động
Đất
Ninh
24 Xạ Hương
Vĩnh Phúc
Đất
25 Hoà Trung
Đà Nẵng
Đất
26 Hội Sơn
Bình Định
Đất
27 Dầu Tiếng
Tây Ninh
Đất
28 Biển Hồ
Gia Lai
Đất
29 Núi Một
Bình Định
Đất
Quảng

30 Vực Tròn
Đất
Bình
31 Tuyền Lâm Lâm Đồng
Đất

TT

Tên hồ

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Tỉnh

Hmax
(m)
29,00
38,00
29,00
25,00
45,00
30,00
35,00
41,50
22,80
21,00
32,30
26,00
128,00

25,00
40,00
23,00
32,50
29,00
40,00
27,00
42,00
33,40
22,60
41,00
26,00
29,00
28,00
21,00
30,00
29,00
32,00

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
1986
1986
1987

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


9

50 Sông Sào

Nghệ An

Đất

30,00

Năm hoàn
thành
1988
1988
1989
1989
1990
1996
1996
1996
1996
1997
1999
1999
1999
2000
2005
2006
2006
2007
Đang xây
dựng

51 Hà Động

Quảng
Ninh

Đất

30,00

Đang xây
dựng

52 Cửa Đạt

Thanh Hóa

Đá đỗ

118,5

Đang xây
dựng

53 Tả Trạch

T.T. Huế

Đất

56,00

54 Nước Trong

Quảng
Ngãi
Khánh
Hòa
Bình Định

Bê tông
đầm lăn
Đất
Bê tông
đầm lăn
Đất

72,00

Đang xây
dựng
Đang xây
dựng
Đang xây
dựng
Đang xây
dựng
Đang xây
dựng

TT

Tên hồ

32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49

Đá Bàn
Kẻ Gỗ
Khe Tân
Kinh Môn
Khe Chè
Phú Xuân
Sông Rác
Thuận Ninh
Đồng Nghệ

Sông Quao
Gò miếu
Cà Giây
Ayun Hạ
Sông Hinh
Easoupe
thượng
Lòng Sông
Tân Giang
Sông Sắt

55 Hoa Sơn
56 Định Bình
57 Iamơ
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Loại
Tỉnh
Đập
Khánh
Đất
Hoà
Hà Tĩnh
Đất
Quảng
Đất
Nam
Quảng Trị
Đất

Quảng
Đất
Ninh
Phú Yên
Đất
Hà Tĩnh
Đất
Bình Định
Đất
Đà Nẵng
Đất
Bình
Đất
Thuận
Thái
Đất
nguyên
Ninh thuận
Đất
Gia Lai
Đất
Phú Yên
Đất
Đăk Lắc
Đất
Bình
Bê tông
Thuận
Ninh
Bê tông

Thuận
Ninh thuận
Đất

Đăk Lắk

Hmax
(m)
42,50
37,40
22,40
21,00
25,20
23,70
26,80
29,20
25,00
40,00
30,00
35,40
36,00
50,00
27,00
35,00
38,00
29,00

29,00
50,00
32,00

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


10

1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CHUNG CỦA NỀN ĐẬP Ở VIỆT
NAM
Theo đặc điểm địa tầng, có thể chia toàn bộ đất phân bố trên
lãnh thổ theo các nguồn gốc khác nhau như sau:
1.2.1. Đất Aluvi
Đất Aluvi còn có tên gọi là đất trầm tích. Đất trầm tích có 2 loại
là trầm tích sông và trầm tích biển. Đất có nguồn gốc từ trầm tích
sông được sử dụng khá phổ biến để đắp đập.
Đất Aluvi cổ phân bố chủ yếu ở các thung lũng sông lớn, và
Aluvi hiện đại bao gồm trầm tích lòng sông, bãi bồi và các bậc
thềm. Thường gặp là các đất sét, á sét phân bố trên các bậc thềm
sông với chiều dầy ít khi vượt quá 5m. Ở điều kiện tự nhiên đất có
dung trọng khô γc = 1,4 ÷ 1,6 T/m 3, độ ẩm W= 20÷25%, trạng thái
dẻo đến cứng. Khi bão hòa nước, đất có các thông số chống cắt ϕ =
160 ÷ 200, C = 0,1÷ 0,4 kg/cm2, hệ số thấm K = 10-1÷ 10-5 cm/s. Loại
đất này có hàm lượng sét 15÷35%, có thể sử dụng đắp đập đồng
chất hoặc lõi đập.
Trong thực tế, đất Aluvi phát triển ở các bậc thềm 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.
1.2.2. Đất sườn tàn tích và tàn tích trên nền đá Bazan

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


11

Phụ thuộc độ tuổi hình thành và nguồn gốc thành tạo mà tính
chất cơ lý của nó khác nhau. Đất sườn tàn tích có hàm lượng laterit
nhỏ, hàm lượng hạt sét nhiều thì khả năng chống thấm tốt, ngược lại
hàm lượng dăm sạn nhiều thì dung trọng cao.
1.2.2.1. Đất sườn tàn tích và tàn tích trên nền đá Bazan trẻ
(βQII-IV)
Do đá được hình thành muộn, thời gian chưa đủ để phong hóa
triệt để thành đất. Chiều dầy lớp phong hóa thường nhỏ hơn 5m,
gồm đất á sét, á sét màu nâu đỏ, có chứa nhiều đá tảng đủ các loại
kích thước và dăm sạn. Tính theo trọng lượng đất chiếm tỷ lệ rất ít
so với đá, do đó rất khó khai thác chúng để đắp đập.
1.2.2.2. Đất sườn tàn tích và tàn tích trên nền đá Bazan cổ (βN2Q1)
Loại đất này phân bố rộng rãi ở Tây Nguyên và vùng Đông
Nam Bộ, ở điều kiện tự nhiên đất có khối lượng riêng hạt rắn lớn,
dung trọng khô thấp, hệ số rỗng lớn, các chỉ tiêu cơ học (ϕ, C, E)
thuộc loại trung bình. Tính chất cơ lý của chúng thay đổi theo vị trí
địa lý và địa hình. Chiều dầy tầng phong hóa 20 ÷ 30m, chia thành 3
lớp kể từ trên mặt xuống như sau:
* Lớp 1 (edQ): Đất sét - á sét màu nâu đỏ, hàm lượng kết vón
laterit không đáng kể (khoảng 5%). Độ ẩm thay đổi nhiều theo mùa
mưa và mùa khô. Ở đáy lớp 1 thông thường trên mặt cắt địa chất
đều có lớp vón kết mảng (dạng đá ong) dày 1÷ 3m, rất cứng chắc.
Nhiều công trình thực tế đã sử dụng loại đất này để đắp đập rất tốt.

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


12

* Lớp 2 (eQ): Đất sét - á sét màu loang lổ. Hàm lượng kết vón
laterit và dăm Bazan thay đổi trong phạm vị rộng, có chỗ đạt đến 60
÷ 70% loại hạt có d >2mm (tính theo trọng lượng). Tùy từng nơi,
các vón kết laterit có dạng tròn đặc sít hoặc méo mó sắc cạnh.
* Lớp 3 (eQ): Đất sét và á sét màu tím gan gà, đốm trắng phớt
các màu khác. Lớp đất này có dung trọng khô thấp so với 2 lớp trên,
vì vậy ít sử dụng nó để đắp vào những vị trí xung yếu của đập.
1.2.3. Đất trên nền đá trầm tích lục nguyên (bột kết, cát kết...)
Đặc điểm của loại đất này là nếu được phân bố trên những vùng
đồi thoải thì lớp trên mặt (lớp 1- edQ) có nhiều hàm lượng vón kết
laterit, thuộc loại đất vụn khô, tính thấm nước lớn. Nếu chúng được
phân bố ở các sườn dốc thì hàm lượng vón kết không đáng kể. Ở
đáy lớp 1 thường có lớp mỏng hoặc thấu kính vón kết dạng mảng
(dạng đá ong) với tính thấm lớn. Các chỉ tiêu tính chất cơ lý của loại
đất trên nền đá trầm tích lục nguyên tương đối tốt, nhưng đất có tính
trương nở thuộc loại trung bình đến mạnh.
1.2.4. Đất trên nền đá phun trào (đaxit, biolit, andnezit...)
Chỉ tiêu cơ lý của loại đất này thuộc loại trung bình. Do bề dày
bé, nên thực tế chưa được sử dụng nhiều.
1.2.5. Đất trên nền đá biến chất (Gơnai)
Tính chất cơ lý của loại đất này thay đổi trong phạm vi rộng.
Khi sử dụng chúng để đắp đập cần phân chia bãi vật liệu thành

nhiều lớp để chọn lựa chỉ tiêu cơ lý tương đối đồng nhất.
1.2.6. Đất trên nền đá xâm nhập sâu (Granit, Granodiorit)

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


13

Trong lớp (edQ) của đất này thường có đá tảng lăn, thậm chí có
cả tảng lăn cỡ lớn. Dung trọng khô thiên nhiên của đất thấp, tuy có
cao hơn với đất Bazan. Nhiều công trình đã sử dụng đất này để đắp
đập. Riêng lớp 3 của loại đất này thường là á cát có chứa nhiều mica
nên không thuận lợi cho việc đắp đập.
1.2.7. Đất bồi tích lòng suối (cuội, sỏi, lẫn đất sét...)
Cấu trúc đất này thường gặp tại nơi có địa hình tích tụ (nơi các
bãi bồi cát sỏi nhỏ, các bãi đá tảng lăn có bề dày và kích thước thay
đổi theo mùa). Đặc trưng của địa tầng này từ trên xuống dưới như
sau:
Bên trên là lớp phủ có nguồn gốc bồi tích (aQ) gồm: Cát hạt thô
chứa nhiều cuội sỏi, bão hòa nước, kết cấu chặt. Chiều dày của tầng
phủ này từ 3÷4m. Đây là lớp thấm rất mạnh. Tiếp theo là các lớp á
cát, á sét chứa dăm sạn đến hỗn hợp dăm sạn và các tảng lăn có kích
thước tương đối lớn, nguồn gốc pha tàn tích (deQ), kết cấu chặt đây là lớp thấm vừa, mạnh. Tiếp đến là tảng lăn, tảng lăn á sét lẫn
sạn sỏi, sỏi cát lẫn bụi sét...
1.3. KHÁI QUÁT CÁC VẤN ĐỀ VỀ SỰ CỐ GÂY HƯ HỎNG
ĐẬP
1.3.1. Các tài liệu quan trọng cần xem xét khi đánh giá an toàn

đập
Khi đánh giá mức độ an toàn của một đập, cần xem xét các tài
liệu quan trọng sau:
- Tài liệu về thủy văn công trình: Lưu lượng lũ, tổng lượng lũ,
các dạng lũ bất lợi, gió bão.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


14

- Địa chất nền đập.
- Biện pháp xử lý nền.
- Đất đắp đập.
- Tiếp giáp đập với nền và các vai đập.
- Tiếp giáp thân đập và các công trình xây đúc.
- Các khớp nối thi công.
1.3.2. Đặc điểm làm việc của đập
Đập là công trình dâng nước, xây dựng chủ yếu bằng các vật
liệu địa phương (đất, đá) nên trong quá trình khai thác đập 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 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
đối với đập đất mái đập thường có các biện pháp gia cố để bảo vệ
mái.

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


15

- 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
Những đặc điểm làm việc của đập đất như đã nêu trên có ảnh
hưởng trực tiếp đến chất lượng của đập đất, 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. Vì vậy sự cố của đập đất có quan hệ mật
thiết với những đặc điểm đã nêu trên.
Sự cố của đập đất 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), 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 đầu mối trong
đó có đập đất.

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


16

- Sự cố xảy ra không chỉ 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 gây ra tổn thất lớn về tính mạng, tài sản của nhân dân và
tài sản quốc gia, gây ảnh hưởng xấu về kinh tế và tình hình xã hội.
1.3.4. Các dạng sự cố về đập đất
Đập đất là hạng mục quan trọng nhất đối với đầu mối công
trình thủy lợi. Sự cố về đập đất rất nghiêm trọng và không lường hết
được hậu quả. Những sự cố của đập đất thường do nhiều nguyên
nhân. Trong khuôn khổ luận văn này, tác giả đề cập đến các nguyên
nhân do mất ổn định nền và thấm như sau:
1.3.4.1. Sự cố do mất ổn định nền

Do nền đập mất ổn định nên thường gây ra các sự cố sau:
1. Nứt ngang đập
Các nguyên nhân về nền đập gồm:
- Lún nền đột ngột do chất lượng nền kém.
- Lún không đều đột biến trong thân đập do chênh lệch đột biến
về địa hình nền đập không được xử lý.
2. Nứt dọc đập
Do nền đập bị lún trên chiều dài dọc tim đập.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


17

3. Trượt sâu mái thượng lưu
Do đặc điểm địa chất nền đập xấu không được xử lý hoặc xử lý
không đảm bảo yêu cầu.
4. Trượt sâu mái thượng, hạ lưu
Do địa chất nền xấu hơn dự kiến của thiết kế do khảo sát đánh
giá không đúng với thực tế hoặc do nền đập bị thoái hóa sau khi xây
dựng đập nhưng khi khảo sát và thiết kế đã không dự kiến được.
1.3.4.2. Sự cố do mất ổn định thấm
Mất ổn định thấm thường gây ra các sự cố sau cho đập đất:
1. Thấm mạnh hoặc sủi nước ở nền đập
- Do đánh giá sai tình hình địa chất nền, để sót lớp thấm nước
mạnh không được xử lý hoặc biện pháp chống thấm cho nền không
đảm bảo chất lượng.
- 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.
2. 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.
3. Thấm mạnh hoặc sủi nước mang công trình
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


18

- Thiết kế không 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.
- Thực hiện biện pháp xử lý không đảm bảo chất lượng.
- Hỏng khớp nối công trình.
- Cống bị thủng.

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


19

4. Thấm mạnh hoặc sủi nước trong phạm vi thân đập
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
- Bản thân đất đắp đập có chất lượng không tốt: hàm lượng cát,
bụi dăm sạn nhiều, hàm lượng sét ít, đất bị tan rã mạnh.
- Kết quả khảo sát sai với thực tế, cung cấp sai các chỉ tiêu cơ
lý, lực học do khảo sát sơ sài, khối lượng khảo sát thực hiện ít,
không thí nghiệm đầy đủ các chỉ tiêu cơ lý lực học cần thiết, từ đó
đánh giá sai chất lượng đất đắp.
- Chọn dung trọng khô thiết kế quá thấp nên đất sau khi đầm vẫn
tơi xốp, bở rời.
- Không có biện pháp thích hợp để xử lý độ ẩm, do đó độ ẩm đất
đắp không đều, chỗ khô chỗ ẩm, làm cho đất sau khi đắp có chỗ chặt
có chỗ vẫn rời rạc tơi xốp.
- Đầm nện không đủ độ chặt yêu cầu do: Lớp rải dày quá quy
định, số lần đầm ít, nên đất sau khi đắp có độ chặt không đồng đều,
phân lớp, trên mặt thì chặt phía dưới vẫn còn tơi xốp không đạt độ
chặt quy định, hình thành từng lớp đất yếu nằm ngang trong suốt cả
bề mặt lớp đầm.
- Thiết kế và thi công không có biện pháp xử lý khớp nối thi
công do phân đoạn đập để đắp trong quá trình thi công.
- Thiết bị tiêu nước bị tắc.
1.3.5. Một số sự cố đập đã xảy ra ở Việt nam
Bảng 1 - 2: Bảng thống kê một số sự cố đập ở Việt Nam

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


20

Công
trình

Hồ
Suối
Hành
(Đập
đất)

Hồ
Suối
Trầu
(Đập
đất)

Địa điểm

Sự cố
(năm)

-Vỡ 180m
đập

đất
Huyện Cam phía cống
Ranh Tỉnh
lấy nước
Khánh Hòa bờ tả.
Năm
1986

- 3 lần sự
cố vỡ đập
chính,
1
lần vỡ đập
Huyện Ninh
phụ
Hòa Tỉnh
Năm
Khánh Hòa
1977,
1978, 1980
và
năm
1983.

Hồ Phú Huyện Tam
Ninh
Kỳ
tỉnh
(Đập
Quảng Nam

đất)

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

- Sủi nước
mạnh
ở
đập chính.
Năm
1979

Nguyên nhân

Chủ yếu do
khảo sát thiết
kế không hợp
lý, thiếu kinh
nghiệm.

Do thiết kế và
thi công.
- Thiết kế chưa
đạt yêu cầu chỉ
tiêu đất đắp,
biện pháp xử
lý tiếp giáp
mang cống và
đập.
- Thi công

chưa đảm bảo
chất lượng.
- Thiết kế:
Khảo sát chưa
đánh giá hết
khả năng thấm
nước nền đập.
- Thi công:
Chân
khay
chống thấm có

Biện pháp
khắc phục
Khoan
phụt xử lý
thấm nền
đập.
- Lựa chọn
lại kết cấu
đập.
- Chọn lại
chỉ tiêu cơ
lý đất đắp
đập.

- Chọn lại
đất
đắp
đập,

kết
cấu đập

Lần1: Thiết
kế bổ sung
tầng
lọc
ngược tốt
phía ngoài
phạm
vi
chân đập hạ
lưu, chạy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


21

suốt chân
đập.
Lần 2: Làm
2 dải lọc
xuyên qua
lớp bồi tích
một số đoạn ở nền đập
thi công không dọc 2 bên
đảm bảo chất bờ để dẫn
lượng.
nước ngầm

từ trong lớp
bồi tích ở
nền
đập
chảy vào
lăng
trụ
tiêu nước.

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


22

Hồ
sông
Mực
(Đập
đất)

Hồ
Vực
Tròn
(Đập
đất)

- Vỡ đập

đất trong
Huyện Như
quá trình
Xuân
tỉnh
thi công.
Thanh Hóa
Năm
1978

- Thấm đập
chính
HuyệnQuảng (1984)
Trạch tỉnh - Sạt lớp
Quảng Bình gia cố mái
thượng lưu
(1984)

Hồ
Huyện Bắc
Cà Giây Bình
tỉnh
(Đập
Bình Thuận
đất)

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

- Thấm qua

đập chính
Năm
1998

Do đơn vị thi
công thay đổi
phương án dẫn
dòng, để nước
tràn qua đập
đất gây vỡ
đập.
- Đơn vị thi
công sử dụng
đất đắp đập
không
đúng
quy hoạch vật
liệu.
- Thi công lớp
gia cố mái
không
đúng
theo thiết kế:
đường kính lớp
đá, cường độ
đá.
- Lũ thiết kế
tính nhỏ.
- Do lún nền
và sập nền.

- Thẩm lậu qua
tiếp giáp các
lớp đất qua các
năm thi công.

Xử lý lại
móng đập
và đắp lại
đập.

Khoan
phụt vữa xi
măng sét
vào
thân
đập.
- Gia cố lại
mái thượng
lưu.

- Xây dựng
1 đập tràn
sự cố.
- Khai quật
và đắp lại
đoạn đập bị
sự cố.
Khoan
phụt
xi

măng sét
thân
đập
trên
toàn

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


23

tuyến
Bộ
NN&PTNT
Hồ
- Vỡ đoạn đang điều tra
Huyện
Cửa Đạt
đập chính nguyên nhân
Thường
(Đập đá
phía
bờ (nhận định sơ
Xuân
tỉnh
đổ bản
hữu.
bộ do lũ dẫn
Thanh Hóa
mặt)

- 10/2007 dòng thi công
vượt quá tần
suất thiết kế)

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Đang chờ ý
kiến
kết
luận
về
nguyên
nhân.

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


24

1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG I
Hệ thống hồ đập ở Việt Nam rất phong phú và đa dạng, phân bố
không đồng đều theo vùng miền.Trong đầu tư xây dựng với mỗi
thời kỳ phát triển khác nhau của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật thì
các hồ đập cũng được đầu tư xây dựng với các loại hình và kết cấu
đập khác nhau.
Ứng với mỗi vùng, miền khác nhau sẽ có các điều kiện về xây
dựng khác nhau, nhất là yếu tố địa chất nền ở nước ta cũng rất đa
dạng. Đây là yếu tố quan trọng quyết định đến hình thức, kết cấu
đập và đặc biệt là giải pháp xử lý chống thấm cho nền.

Các nguyên nhân về sự cố đập chủ yếu là do mất ổn định về
nền và thấm nên trong khảo sát thiết kế, thi công hay quản lý vận
hành cần phải hết sức thận trọng.

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình


25

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG THẤM CHO NỀN
CÁT CUỘI SỎI
2.1. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ
NỀN
2.1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
Đối với công trình thủy lợi, sức phá hoại của tự nhiên là một yếu
tố thường xuyên tồn tại. Cho đến nay, toàn bộ lý luận và kinh nghiệm
mà loài người đã tích lũy được trong thực tiễn tuy đã có thể hạn chế
được khả năng phá hoại công trình trong một phạm vi nhất định
nhưng vẫn không thể xóa bỏ triệt để được khả năng này.

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
thủy

Chuyên ngành: Xây dựng công trình