nghiên cứu ứng dụng màng hdpe để chống thấm cho đập đất đắp trên nền có tầng thấm dày và ứng dụng cho đập chánh hùng, tỉnh bình định

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH....................................................................................v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................ix
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài...............................................................................................1
2. Mục đích của đề tài ......................................................................................................2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...............................................................................2
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ..................................................................2
5. Kết quả đạt được ..........................................................................................................3
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP ĐẤT VÀ SỬ DỤNG
VẬT LIỆU MỚI ĐỂ CHỐNG THẤM ............................................................................4
1.1. Tổng quan về tình hình xây dựng đập đất ở các tỉnh Miền Trung ...........................4
1.1.1. Tình hình xây dựng đập đất ở Việt Nam ...............................................................4
1.1.2. Tình hình xây dựng đập đất ở miền trung .............................................................5
1.1.3. Thực trạng làm việc của các đập đất .....................................................................7
1.1.4. Các hư hỏng thường gặp ở đập đất ........................................................................8
1.1.5. Một số sự cố điển hình và nguyên nhân hư hỏng đối với đập đất [13] .................8
1.2. Các giải pháp chống thấm cho đập và nền .............................................................14
1.2.1. Giải pháp chống thấm bằng sân phủ kết hợp tường nghiêng ..............................14
1.2.2. Giải pháp chống thấm bằng tường răng kết hợp lõi giữa ....................................16
1.2.3. Giải pháp chống thấm bằng tường hào Bentonite ...............................................17
1.2.4. Giải pháp chống thấm bằng khoan phụt [11] ......................................................19
1.2.5. Giải pháp chống thấm bằng cọc xi măng - đất (XMĐ) [1] .................................20
1.3. Các nghiên cứu về ứng dụng vật liệu mới chống thấm cho đập và nền [3] ...........22
1.3.1. Kết cấu chống thấm đập đất bằng màng địa kỹ thuật (Geomembrane) ..............22
1.3.2. Kết cấu chống thấm bằng thảm bê tông (Concret Matts) ....................................22
1.3.3. Chống thấm bằng cừ bê tông cốt thép ứng suất trước .........................................23
1.3.4. Tường chống thấm bằng cừ bản nhựa (Vinyl sheet piling) .................................24
1.3.5. Tường hào chống thấm bằng màng địa kỹ thuật (Geolock) ................................25
1.4. Giới hạn phạm vi nghiên cứu .................................................................................26

1.5. Kết luận chương 1 ..................................................................................................27
CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÀNG HDPE ĐỂ CHỐNG THẤM CHO
ĐẬP ĐẤT TRÊN NỀN CÓ TẦNG THẤM DÀY ........................................................28
2.1. Mục đích và tiêu chí lựa chọn các thông số ...........................................................28
2.1.1. Các đặc điểm của màng chống thấm HDPE [12] ................................................28
2.1.2. Mục đích bố trí màng chống thấm HDPE ở đập đất ...........................................29
2.1.3. Tiêu chí lựa chọn chiều dài màng chống thấm HDPE ........................................29
2.2. Các sơ đồ bố trí màng HDPE cho đập trên nền có tầng thấm dày .........................30
iii


2.2.1. Sơ đồ 1: Chống thấm cho cả đập và nền .............................................................30
2.2.2. Sơ đồ 2: Chỉ chống thấm cho nền........................................................................31
2.2.3. Phạm vi biến đổi các thông số công trình ...........................................................31
2.3. Phương pháp tính toán thấm qua đập và nền..........................................................34
2.4. Nghiên cứu xác định chiều dài sân phủ cho sơ đồ 1 ..............................................36
2.4.1. Trình tự tính toán .................................................................................................36
2.4.2. Kết quả tính toán .................................................................................................40
2.4.3. Phân tích kết quả tính toán ..................................................................................42
2.5. Nghiên cứu xác định chiều dài sân phủ cho sơ đồ 2 ..............................................46
2.5.1. Trình tự tính toán .................................................................................................46
2.5.2. Kết quả tính toán .................................................................................................49
2.5.3. Phân tích kết quả tính toán ..................................................................................50
2.6. Phân tích so sánh chiều dài sân phủ (Ls) cho sơ đồ 1 và sơ đồ 2 ...........................54
2.7. Kết luận chương 2 ..................................................................................................57
CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG MÀNG HDPE ĐỂ CHỐNG THẤM CHO ĐẬP CHÁNH
HÙNG, TỈNH BÌNH ĐỊNH ..........................................................................................58
3.1. Giới thiệu chung công trình hồ chứa nước Chánh Hùng [10] ................................58
3.1.1. Vị trí công trình ...................................................................................................58
3.1.2. Mục tiêu đầu tư ....................................................................................................58

3.1.3. Các thông số kỹ thuật của hồ chứa ......................................................................59
3.2. Giải pháp chống thấm cho đập Chánh Hùng ..........................................................60
3.2.1. Đặc điểm địa chất nền và đất đắp đập [10] .........................................................60
3.2.2. Đặc điểm địa chất vật liệu xây dựng [10]............................................................64
3.2.3. Đề xuất giái pháp chống thấm cho đập đất Chánh hùng .....................................67
3.2.4. Các sơ đồ chống thấm cho đập Chánh Hùng ......................................................67
3.2.5. Các điều kiện khống chế của bài toán .................................................................68
3.3. Thiết kế chống thấm theo sơ đồ A ..........................................................................70
3.3.1. Tính toán xác định thông số bộ phận chống thấm. ..............................................70
3.3.2. Các cấu tạo chi tiết ..............................................................................................73
3.4. Thiết kế chống thấm theo sơ đồ B ..........................................................................74
3.4.1. Tính toán xác định thông số bộ phận chống thấm ...............................................74
3.4.2. Các cấu tạo chi tiết ..............................................................................................77
3.5. Tính toán khối lượng và so sánh phương án ..........................................................78
3.5.1. Khối lượng công trình theo hai phương án .........................................................78
3.5.2. Dự toán kinh phí. .................................................................................................79
3.5.3. So sánh lựa chọn phương án ................................................................................79
3.6. Kết luận chương 3 ..................................................................................................80
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ .............................................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................83
iv


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Tỷ lệ các loại hồ chứa thủy lợi ở Việt Nam thể hiện theo biểu đồ ...................4
Hình 1.2 Hồ chứa nước Hội Sơn – Bình Định ................................................................6
Hình 1.3 Hồ chứa nước Phú Ninh – Quảng Nam ............................................................7
Hình 1.4 Hồ chứa nước Sông Quao – Bình Thuận .........................................................7
Hình 1.5 Vỡ đập Khe Mơ – Hà Tĩnh vào ngày 16/10/2010 [14] ..................................11
Hình 1.6 Vỡ đập Tây Nguyên (Đồng Tâm), Nghệ An vào ngày 11/9/2012 [15] .........12

Hình 1.7 Vỡ đập Thủy điện Ia krel 2, Gia Lai vào ngày 12/6/2013 [16] ......................12
Hình 1.8 Sơ đồ kết cấu chống thấm bằng tường nghiêng và sân phủ [9].....................15
Hình 1.9 Sơ đồ kết cấu chống thấm bằng tường răng kết hợp lõi giữa [9] ...................16
Hình 1.10 Sơ đồ kết cấu chống thấm bằng tường hào Bentonite .................................18
Hình 1.11 Thi công tường chống thấm bằng đào hào trong dung dịch bentonite ........18
Hình 1.12 Sơ đồ kết cấu chống thấm bằng khoan phụt vữa xi măng ............................19
Hình 1.13 Sơ đồ tường cọc xi măng đất .......................................................................20
Hình 1.14 Mô tả quá trình thi công tạo tường chống thấm ..........................................21
Hình 1.15 Hồ chứa nước chống thấm bằng màng địa kỹ thuật .....................................22
Hình 1.16 Ứng dụng thảm bê tông chống thấm đập hồ chứa .......................................23
Hình 1.17 Thi công tường chống thấm bằng cừ BTCT ứng suất trước ........................23
Hình 1.18 Cấu tạo đập có tường chống thấm bằng cừ BTCT ứng suất trước ...............24
Hình 1.19 Cấu tạo tường nghiêng mềm kết hợp với cừ bản nhựa chống thấm .............24
Hình 1.20 Cấu tạo tường lõi mềm kết hợp với cừ bản nhựa .........................................24
Hình 1.21 Cấu tạo cừ bản nhựa .....................................................................................25
Hình 1.22 Cấu tạo tường hào chống thấm bằng màng địa kỹ thuật ..............................26
Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo màng chống thấm HDPE cho cả đập và nền ...........................30
Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo màng chống thấm HDPE cho nền ............................................31
Hình 2.3 Mô hình tính toán đối với trường hợp màng chống thấm cho đập và nền .....37
Hình 2.4 Sơ đồ chia lưới phần tử tính toán thấm ..........................................................37
Hình 2.5 Mô hình tính toán cho bộ số liệu ở bảng 2.2 ..................................................38
v


Hình 2.6 Sơ đồ khai báo vật liệu và chia lưới phần tử tính toán thấm ..........................39
Hình 2.7 Kết quả lưu lượng thấm (q), gradient (J) tương ứng với trị số Ls ..................39
Hình 2.8 Sơ đồ đường đẳng cột nước (số liệu đầu vào bảng 2.2) .................................40
Hình 2.9 Biểu đồ quan hệ ξ ~ η, T (ứng với Hđ=15m) ..................................................41
Hình 2.10 Biểu đồ quan hệ ξ ~ η, T (ứng với Hđ=25m) ................................................41
Hình 2.11 Biểu đồ quan hệ ξ ~ η, T (ứng với Hđ=35m) ................................................42

Hình 2.12 Biểu đồ quan hệ ξ ~ T, η (ứng với Hđ=15m) ................................................43
Hình 2.13 Biểu đồ quan hệ ξ ~ T, η (ứng với Hđ=25m) ................................................43
Hình 2.14 Biểu đồ quan hệ ξ ~ T, η (ứng với Hđ=35m) ................................................44
Hình 2.15 Biểu đồ quan hệ ξ ~ Hđ, η (ứng với T= 8m) .................................................45
Hình 2.16 Biểu đồ quan hệ ξ ~ Hđ, η (ứng với T= 11m) ...............................................45
Hình 2.17 Biểu đồ quan hệ ξ ~ Hđ, η (ứng với T= 14m) ...............................................45
Hình 2.18 Mô hình tính toán cho bộ số liệu ở bảng 2.6. ...............................................47
Hình 2.19 Kết quả lưu lượng thấm (q), gradient (J) tương ứng với trị số Ls ................48
Hình 2.20 Sơ đồ đường đẳng cột nước (số liệu đầu vào bảng 2.6) ...............................48
Hình 2.21 Biểu đồ quan hệ ξ ~ η, T (ứng với Hđ=15m) ................................................49
Hình 2.22 Biểu đồ quan hệ ξ ~ η, T (ứng với Hđ=25m) ................................................50
Hình 2.23 Biểu đồ quan hệ ξ ~ η, T (ứng với Hđ=35m) ................................................50
Hình 2.24 Biểu đồ quan hệ ξ ~ T, η (ứng với Hđ=15m) ................................................51
Hình 2.25 Biểu đồ quan hệ ξ ~ T, η (ứng với Hđ=25m) ................................................52
Hình 2.26 Biểu đồ quan hệ ξ ~ T, η (ứng với Hđ=35m) ................................................52
Hình 2.27 Biểu đồ quan hệ ξ ~ Hđ, η (ứng với T= 8m) .................................................53
Hình 2.28 Biểu đồ quan hệ ξ ~ Hđ, η (ứng với T= 11m) ...............................................53
Hình 2.29 Biểu đồ quan hệ ξ ~ Hđ, η (ứng với T= 14m) ...............................................54
Hình 2.30 Biểu đồ quan hệ β ~T, Kn (ứng với Hđ =15m) .............................................55
Hình 2.31 Biểu đồ quan hệ β ~T, Kn (ứng với Hđ =25m) .............................................55
Hình 2.32 Biểu đồ quan hệ β ~T, Kn (ứng với Hđ =35m) .............................................56
Hình 3.1 Bản đồ vị trí hồ chứa nước Chánh Hùng ........................................................58
Hình 3.2. Địa chất công trình dọc tuyến đập hồ chứa nước Chánh Hùng.....................63
Hình 3.3 Địa chất công trình mặt cắt ngang chọn tính toán ..........................................67
Hình 3.4 Sơ đồ A: Sơ đồ chống thấm sân phủ bằng chính loại đất đắp nâng cấp đập..68
vi


Hình 3.5 Sơ đồ B: Sơ đồ chống thấm sân phủ bằng màng HDPE ................................68
Hình 3.6 Kết quả tính toán thấm theo sơ đồ A, trường hợp Ls=20m ............................70

Hình 3.7 Kết quả tính toán thấm theo sơ đồ A, trường hợp Ls=30m ............................71
Hình 3.8 Kết quả tính toán thấm theo sơ đồ A, trường hợp Ls=40m ............................71
Hình 3.9 Kết quả tính toán thấm theo sơ đồ A, trường hợp Ls=50m ............................72
Hình 3.10 Kết quả tính toán thấm theo sơ đồ A, trường hợp Ls=60m ..........................72
Hình 3.11 Kết quả tính toán thấm theo sơ đồ B, trường hợp Ls=20m ..........................75
Hình 3.12 Kết quả tính toán thấm theo sơ đồ B, trường hợp Ls=10m ..........................75
Hình 3.13 Kết quả tính toán thấm theo sơ đồ B, trường hợp Ls=26m ..........................76
Hình 3.14 Kết quả tính toán thấm theo sơ đồ B, trường hợp Ls=30m ..........................76

vii


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Thống kê một số đập đất ở khu vực miền Trung [5] ...............................5
Bảng 1.2 Hiện trạng các đập phân chia theo nguyên nhân sự cố [4] ......................8
Bảng 2.1 Tổng hợp các trường hợp tính toán thấm, xác định Ls ..........................32
Bảng 2.2 Số liệu đầu vào ứng với 1 trường hợp tính toán ....................................37
Bảng 2.3 Kết quả tính Ls cho Hđ=15m. ................................................................40
Bảng 2.4 Kết quả tính Ls cho Hđ=25m ................................................................41
Bảng 2.5 Kết quả tính Ls cho Hđ=35m ................................................................42
Bảng 2.6 Số liệu đầu vào ứng với 1 trường hợp tính toán ....................................46
Bảng 2.7 Kết quả tính Ls cho Hđ=15m. ................................................................49
Bảng 2.8 Kết quả tính Ls cho Hđ=25m. ................................................................49
Bảng 2.9 Kết quả tính Ls cho Hđ=35m. ................................................................50
Bảng 2.10 Kết quả tính Ls cho Hđ =15m. .............................................................55
Bảng 2.11 Kết quả tính Ls cho Hđ =25m. .............................................................55
Bảng 2.12 Kết quả tính Ls cho Hđ =35m. .............................................................56
Bảng 3.1 Các chỉ tiêu cơ lý các lớp nền và đất đắp đập .......................................62
Bảng 3.2 Chỉ tiêu cơ lý tự nhiên của các bãi vật liệu đất đắp đập ........................65
Bảng 3.3 Chỉ tiêu cơ lý đầm nện - chế bị của các bãi vật liệu đất đắp đập ..........66

Bảng 3.4 Tổng hợp kết quả tính toán q và J theo sơ đồ A, với Ls thay đổi .........72
Bảng 3.5 Tổng hợp kết quả tính toán q và J theo sơ đồ B, với Ls thay đổi..........76
Bảng 3.6 Khối lượng chính cho 02 phương án sửa chữa, nâng cấp đập ..............78
Bảng 3.7 Dự toán kinh phí cho 02 phương án sửa chữa, nâng cấp đập ...............79

viii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
- q: Lưu lượng đơn vị
- j: Gradient thủy lực
- K: Hệ số thấm
- QCVN: Qui chuẩn Quốc gia
- TCVN: Tiêu chuẩn Quốc gia
- MNDBT: Mực nước dâng bình thường
- MNLNTK: Mực nước lớn nhất thiết kế
- MNC: Mực nước chết
- PA: Phương án
- PTHH: Phần tử hữu hạn

ix


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam có hệ thống công trình đập tạo hồ rất đa dạng, phong phú, nhưng chủ yếu là
đập vật liệu địa phương, trong đó có 1% là đập đất đá hỗn hợp, còn lại 99% là đập đất,
được phân bố theo vùng, lãnh thổ.
Hầu hết các hồ chứa trong khu vực có đập tạo hồ chủ yếu là dùng vật liệu đất đắp trên
nền thấm nước, nên vấn đề thấm qua công trình là không tránh khỏi, đặc biệt là khi xây

dựng đập trên nền bồi tích ven biển có chiều dày cát, cuội, sỏi lớn, hệ số thấm cao và
biện pháp chống thấm truyền thống như: tường nghiêng kết hợp sân phủ bằng đất sét
không triệt để. Do đó, qua thời gian sử dụng, do nhiều nguyên nhân khác nhau hoặc đôi
khi do tổng hợp các nguyên nhân đã có một số công trình xảy ra sự cố.
Riêng vùng duyên hải Nam Trung Bộ là một trong những nơi chịu ảnh hưởng thường
xuyên từ thiên tai. Thực tế hơn một thập kỷ gần đây đã cho thấy điều đó. Mặc dù vậy,
Nam Trung Bộ cũng là khu vực được đánh giá là có tiềm năng kinh tế lớn. Để khai thác
được thế mạnh đó vấn đề then chốt là làm sao chủ động giải quyết được vấn đề nước
cho yêu cầu phát triển dân sinh, kinh tế và đó cũng chính là trọng trách của ngành thủy
lợi cùng sự phối hợp hữu hiệu với các ngành kinh tế khác.
Một trong những nguyên nhân gây hư hỏng đập đất chính là dòng thấm trong thân đập
và qua nền đập hoặc qua các vai đập. Các hồ đập nhỏ trên khu vực phần lớn được xây
dựng từ những năm 80 của thế kỷ trước, lúc này do trình độ thiết kế, thi công cũng như
vật liệu chống thấm còn nhiều hạn chế, nhiều đập sau một thời gian làm việc thường bộc
lộ các hiện tượng thiếu ổn định thấm như rò rỉ, mạch đùn, điển hình như Chánh Hùng
(1985), Thạch Khê (1987), Núi Một (1998)…
Do vậy, việc nghiên cứu các giải pháp chống thấm cho đập đất đắp trên nền có tầng
thấm dày là rất cần thiết nhằm đem lại hiệu quả kinh tế, kỹ thuật cao, với mục tiêu là
phải đảm bảo các tiêu chuẩn về ổn định thấm và xói ngầm, hạn chế lưu lượng thấm mất
nước.

1


Nội dung luận văn sẽ tập trung “Nghiên cứu ứng dụng màng HDPE để chống thấm cho
đập đất đắp trên nền có tầng thấm dày và ứng dụng cho đập Chánh Hùng, tỉnh Bình
Định
2. Mục đích của đề tài
Cơ sở khoa học và thực tiễn của các giải pháp chống thấm cho đập đất trên nền thấm
mạnh, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng từng giải pháp;

Nghiên cứu cơ sở khoa học để lựa chọn kích thước màng HDPE hợp lý để chống thấm
cho các loại đập đất đắp trên nền thấm dày nhằm đem lại hiệu quả kinh tế, kỹ thuật cao,
với mục tiêu là phải đảm bảo các tiêu chuẩn về hạn chế lưu lượng thấm, đảm bảo ổn
định về thấm.
Nghiên cứu giải pháp chống thấm bằng HDPE cho đập Chánh Hùng, tỉnh Bình Định.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Các giải pháp chống thấm cho đập đất đắp trên nền thấm dày
(đập xây dựng mới, sửa chữa, nâng cấp).
Phạm vi nghiên cứu: Vùng duyên hải Nam Trung Bộ
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
4.1. Cách tiếp cận
Tiếp cận có kế thừa.
Tiếp cận bằng thực tiễn và xuất phát từ thực tiễn.
Tiếp cận trên cơ sở hiệu quả kinh tế - kỹ thuật.
4.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp điều tra thu thập tài liệu.
Phương pháp phân tích lý luận.

2


Phương pháp mô hình toán: dùng các phần mềm tính toán để giải bài toán Thấm của đập
khi lựa chọn giải pháp chống thấm tương ứng.
5. Kết quả đạt được
Các điều kiện và sơ đồ bố trí ứng dụng màng HDPE để chống thấm cho đập đất trên nền
có tầng thấm dày.
Lập được các các biểu đồ tổng quát xác định chiều dài màng HDPE theo các thông số
khác nhau: chiều cao đập, hệ số thấm của nền, chiều dày tầng thấm…
Vận dụng kết quả nghiên cứu để thiết kế giải pháp chống thấm cho nền trong dụ án sửa
chữa đập Chánh Hùng, tỉnh Bình Định.

3


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP ĐẤT
VÀ SỬ DỤNG VẬT LIỆU MỚI ĐỂ CHỐNG THẤM
1.1. Tổng quan về tình hình xây dựng đập đất ở các tỉnh Miền Trung
1.1.1. Tình hình xây dựng đập đất ở Việt Nam
Hồ chứa nước ở Việt Nam là biện pháp công trình chủ yếu để chống lũ cho các vùng hạ
du; cấp nước tưới ruộng, công nghiệp, sinh hoạt, phát điện, phát triển du lịch, cải tạo
môi trường nuôi trồng thuỷ sản, phát triển giao thông, thể thao, văn hoá...
Theo thời gian, trước năm 1964 việc xây dựng hồ chứa diễn ra chậm, có ít hồ chứa được
xây dựng trong giai đoạn này. Sau năm 1964, đặc biệt từ khi nước nhà thống nhất thì
việc xây dựng hồ phát triển mạnh. Từ 1976 đến nay số hồ chứa xây dựng mới chiếm
67%. Không những tốc độ phát triển nhanh, mà cả về quy mô công trình cũng lớn lên
không ngừng. Hiện nay, đã bắt đầu xây dựng hồ lớn, đập cao ở cả ở những nơi điều kiện
tự nhiên phức tạp.
Theo thống kê của Tổng cục Thủy lợi đến tháng 12/2013 [11], cả nước có khoảng 6.648
hồ chứa thủy lợi và 150 hồ chứa thủy điện, với tổng dung tích chứa trên 50 tỷ m3 nước.
Trong đó hồ thủy lợi có dung tích lớn hơn 10 triệu m3 có 103 hồ, dung tích từ 3,0 đến
10 triệu m3 có 255 hồ, từ 1,0 đến 3,0 triệu m3 có 459 hồ, từ 0,2 đến 1,0 triệu m3 có 1.752
hồ, và hồ có dung tích nhỏ hơn 0,2 triệu m3 có 4.079,0 hồ. Theo chiều cao đập có chiều
cao không vượt quá 25m chiếm tới 87,18%. Việc xây dựng những đập cao hơn 25m
đang bắt đầu được quan tâm đầu tư. Hình thức kết cấu và kỹ thuật xây dựng từng loại
công trình ở hồ chứa nước còn đơn điệu, ít có đổi mới, đa dạng hóa. Việc áp dụng vật
liệu mới, công nghệ mới hiện đang được quan tâm. Tỷ lệ các loại hồ chứa thủy lợi ở
Việt Nam thể hiện như biểu đồ hình 1.1.

Hình 1.1 Tỷ lệ các loại hồ chứa thủy lợi ở Việt Nam thể hiện theo biểu đồ

4


1.1.2. Tình hình xây dựng đập đất ở miền trung
Miền Trung hiện gồm 13 tỉnh thành có diện tích tự nhiên trên 10 vạn km2 chiếm 30,47%
diện tích cả nước, với dân số chiếm khoảng 15% cả nước, có tiềm năng kinh tế xã hội
to lớn. 40 năm qua kể từ ngày đất nước thống nhất, nhất là trên 20 năm đổi mới, hàng
loạt công trình Thuỷ lợi ra đời, góp phần giảm nhẹ thiên tai, cải tạo môi tường sinh thái,
xoá đói giảm nghèo, tạo cơ sở hạ tầng kỹ thuật cho các ngành kinh tế phát triển. Tiêu
biểu như các công trình thủy lợi: Phú Ninh (Quảng Nam),Thạch Nham, Nước Trong,
Núi Ngang (Quảng Ngãi), Vạn Hội, Núi Một, Định Bình, Hóc Xeo, Chánh Hùng (Bình
Định); Phú Xuân, Đồng Tròn (Phú Yên); Suối Hành, Đá Bàn, Suối Dầu (Khánh Hòa),
Sông Trâu, Sông Sắt (Ninh Thuận), Sông Quao, Cà Giây, Cà Tót (Bình Thuận),….Theo
thống kê của ngành thủy lợi, số hồ chứa xây dựng ở vùng miền Trung chiếm khoảng
80% là đập vật liệu địa phương theo bảng thống kê một số đập đất ở khu vực miền Trung
(Nguồn: từ “Chương trình hội thảo đảm bảo An toàn hồ đập, thực trạng, thách thức và
giải pháp của Bộ NN&PTNT”) [11]
Bảng 1.1 Thống kê một số đập đất ở khu vực miền Trung [5]
Loại đập

Hmax (m)

Năm hoàn
thành

Hà Tĩnh

Đất

25,00

1964

Cẩm Ly

Quảng Bình

Đất

30,00

1965

3

Vực Trống

Hà Tĩnh

Đất

22,80

1974

4

Tiên Lang

Quảng Bình

Đất

32,30

1978

5

Yên Mỹ

Thanh Hoá

Đất

25,00

1980

6

Vĩnh Trinh

Quảng Nam

Đất

23,00

1980

7

Núi Một

Bình Định

Đất

32,50

1980

8

Liệt Sơn

Quảng Ngãi

Đất

29,00

1981

9

Phú Ninh

Quảng Nam

Đất

40,00

1982

10

Sông Mực

Thanh Hoá

Đất

33,40

1983

11

Hoà Trung

Đà Nẵng

Đất

26,00

1984

12

Hội Sơn

Bình Định

Đất

29,00

1985

13

Vực Tròn

Quảng Bình

Đất

29,00

1986

14

Đá Bàn

Khánh Hoà

Đất

42,50

1988

TT

Tên hồ

1

Thượng Tuy

2

Tỉnh

5


TT

Tên hồ

Tỉnh

Loại đập

Hmax (m)

Năm hoàn
thành

15

Kẻ Gỗ

Hà Tĩnh

Đất

37,40

1988

16

Khe Tân

Quảng Nam

Đất

22,40

1989

17

Kinh Môn

Quảng Trị

Đất

21,00

1989

18

Phú Xuân

Phú Yên

Đất

23,70

1996

19

Sông Rác

Hà Tĩnh

Đất

26,80

1996

20

Thuận Ninh

Bình Định

Đất

29,20

1996

21

Đồng Nghệ

Đà Nẵng

Đất

25,00

1996

22

Sông Quao

Bình Thuận

Đất

40,00

1997

23

Cà Giây

Ninh thuận

Đất

35,40

1999

24

Sông Hinh

Phú Yên

Đất

50,00

2000

25

Sông Sắt

Ninh thuận

Đất

29,00

2007

26

Sông Sào

Nghệ An

Đất

30,00

2008

27

Hoa Sơn

Khánh Hòa

Đất

29,00

2011

28

Tả Trạch

T.T. Huế

Đất

56,00

2014

Theo thống kê bảng trên thì hơn một nửa trong tổng số hồ ở khu vực đã được xây dựng
và sử dụng từ 20 đến 30 năm, các hồ chủ yếu là nhỏ và vừa, nhiều hồ đã bị xuống cấp.
Một số hình ảnh về hồ chứa ở khu vực Miền Trung như hình 1.2, 1.3, 1.4.

Hình 1.2 Hồ chứa nước Hội Sơn – Bình Định

6

Hình 1.3 Hồ chứa nước Phú Ninh – Quảng Nam

Hình 1.4 Hồ chứa nước Sông Quao – Bình Thuận
Đến nay các công trình trên vẫn vận hành hiệu quả và phát huy tác dụng tốt, tuy nhiên
quá trình khai thác sử dụng đã bộc lộ nhiều sự cố cần xử lý khắc phục. Điển hình là các
hiện tượng thấm qua thân đập, thấm qua vai đập, thấm qua nền và thấm tại lớp tiếp xúc
giữa nền và đập, thấm với lưu lượng lớn quá mức cho phép…
1.1.3. Thực trạng làm việc của các đập đất
Phần lớn các công trình đập đất được xây dựng trước những năm 1990, thời kỳ đất nước
còn nhiều khó khăn, trình độ kinh tế - xã hội nói chung còn thấp, các nhu cầu dùng nước
chưa cao, tiêu chuẩn thiết kế còn hạn chế, các nguồn vốn đầu tư cho thủy lợi còn eo hẹp,
năng lực khảo sát thiết kế thi công, quản lý còn nhiều bất cập, chưa có kinh nghiệm, nên
công trình đã thiết kế và xây dựng không tránh khỏi các nhược điểm: chưa đồng bộ, chất
lượng thấp, thiếu mỹ quan, chưa hiện đại, hiệu quả đầu tư chưa cao, chưa thật an toàn.
7


Trải qua thời gian dài khai thác, hầu hết các công trình đều có hư hỏng, xuống cấp hoặc
có sự cố. Các công trình xây dựng sau năm 1990 và các năm gần đây có nhiều tiến bộ
hơn, độ an toàn và bền vững cao hơn, nhưng vẫn có công trình bị sự cố, do các bài học
kinh nghiệm về tồn tại của các công trình chưa được tổng kết kịp thời để rút kinh nghiệm,
như công trình đập Am Chúa sự cố năm 1992, Cà Giây năm 1998.
1.1.4. Các hư hỏng thường gặp ở đập đất
Từ thực tế thiết kế, thi công, sử dụng và khắc phục sự cố, có thể thấy sự cố đập đất
thường có các dạng sau: Sự cố mất ổn định về thấm phát triển trong nền và thân đập gây
vỡ đập, sạt mái thượng lưu, sạt mái hạ lưu, tràn nước qua đỉnh đập và vỡ đập bắt nguồn
từ sự cố các công trình khác được thống kê như bảng 1.2
Bảng 1.2 Hiện trạng các đập phân chia theo nguyên nhân sự cố [4]

TT

Loại đập tạo hồ

Sạt mái thượng
lưu (%)

Đỉnh đập thấp so
thiết kế (%)

Thấm (%)

1

Loại lớn

33,3

0

31,11

2

Loại vừa

47,0

19,0

16,67

3

Loại nhỏ

29,2

19,8

18,75

4

Loại rất nhỏ

12,8

5,0

10,69

Bình quân

30,58

10,95

19,31

Qua bảng 1.2 xét về phân loại sự cố thống kê cho thấy hiện tượng thấm xảy ra với loại
đập lớn là lớn nhất (31,11%), hiện tượng sạt mái loại đập vừa bị sự cố là lớn nhất
(47,0%), hiện tượng lũ tràn qua đỉnh thì loại đập loại nhỏ là chiếm tỷ lệ cao nhất (19,8%).
1.1.5. Một số sự cố điển hình và nguyên nhân hư hỏng đối với đập đất [13]
1.1.5.1 Vỡ đập Suối Hành ở Khánh Hòa
Đập Suối Hành có một số thông số cơ bản sau: dung tích hồ: 7,9 triệu m3 nước; chiều
cao đập: 24m; chiều dài đập: 440m. Đập được khởi công từ tháng 10/1984, hoàn công
tháng 9 năm 1986 và bị vỡ vào 2h15 phút đêm 03/12/1986.
Thiệt hại do vỡ đập: Trên 100 ha cây lương thực bị phá hỏng; 20 ha đất trồng trọt bị cát
sỏi vùi lấp; 20 ngôi nhà bị cuốn trôi; 4 người bị nước cuốn chết.

8


Nguyên nhân:
Khi thí nghiệm vật liệu đất đã bỏ sót không thí nghiệm 3 chỉ tiêu rất quan trọng là độ
tan rã, độ lún ướt và độ trương nở, do đó đã không nhận diện được tính hoàng thổ rất
nguy hiểm của các bãi từ đó đánh giá sai lầm chất lượng đất đắp đập. Công tác khảo sát
địa chất quá kém, các số liệu thí nghiệm về đất bị sai rất nhiều so với kết quả kiểm tra
của các cơ quan chuyên môn của Nhà nước.
Vật liệu đất có tính chất phức tạp, không đồng đều, khác biệt rất nhiều, ngay trong một
bãi vật liệu các tính chất cơ lý lực học cũng đã khác nhau nhưng không được mô tả và
thể hiện đầy đủ trên các tài liệu.
Thiết kế chọn chỉ tiêu trung bình của nhiều loại đất để sử dụng chỉ tiêu đó thiết kế cho
toàn bộ thân đập là một sai lầm lớn. Tưởng rằng đất đồng chất nhưng thực tế là không.
Thiết kế γk = 1,7 (T/m3 ) với độ chặt là k = 0,97 nhưng thực tế nhiều nơi có loại đất
khác có γk = 1,7 (T/m3 ) nhưng độ chặt chỉ mới đạt k = 0,9.
Do việc đất trong thân đập không đồng nhất, độ chặt không đều cho nên sinh ra việc lún
không đều, những chỗ bị xốp đất bị tan rã khi gặp nước gây nên sự lún sụt trong thân
đập, dòng thấm nhanh chóng gây nên luồng nước xói xuyên qua đập làm vỡ đập.

Không có biện pháp xử lý độ ẩm thích hợp cho đất đắp đập vì có nhiều loại đất khác
nhau có độ ẩm khác nhau, bản thân độ ẩm lại thay đổi theo thời tiết nên nếu người thiết
kế không đưa ra giải pháp xử lý độ ẩm thích hợp sẽ ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả đầm
nén và dung trọng của đất. Điều này dẫn đến kết quả trong thân đập tồn tại nhiều γk
khác nhau. Lựa chọn kết cấu đập không hợp lý. Khi đã có nhiều loại đất khác nhau thì
việc xem đập đất là đồng chất là một sai lầm, lẽ ra phải phân mặt cắt đập ra nhiều khối
có các chỉ tiêu cơ lý lực học khác nhau để tính toán an toàn ổn định cho toàn mặt cắt
đập. Khi đã có nhiều loại đất khác nhau mà tính toán như đập đồng chất cũng là một
nguyên nhân quan trọng dẫn đến sự cố vỡ đập.
Trong thi công cũng có nhiều sai sót như bóc lớp đất thảo mộc không hết, chiều dày rải
lớp đất đầm quá dày trong khi thiết bị đầm nén lúc bấy giờ chưa được trang bị đến mức
cần thiết và đạt yêu cầu, biện pháp xử lý độ ẩm không đảm bảo yêu cầu chất lượng, xử
9


lý nối tiếp giữa đập đất và các mặt bê tông cũng như những vách đá của vai đập không
kỹ cho nên thân đập là tổ hợp của các loại đất có các chỉ tiêu cơ lý lực học không đồng
đều, dưới tác dụng của áp lực nước sinh ra biến dạng không đều trong thân đập, phát
sinh ra những kẽ nứt dần dần chuyển thành những dòng xói phá hoại toàn bộ thân đập.
1.1.5.2 Vỡ đập Suối Trầu ở Khánh Hòa
Đập Suối Trầu ở Khánh Hoà bị sự cố 4 lần: lần 1 năm 1977 (vỡ đập chính lần 1); lần 2
năm 1978 (vỡ đập chính lần 2); lần 3 năm 1980 (xuất hiện lỗ rò qua đập chính); lần 4
năm 1983 (sụt mái thượng lưu nhiều chỗ, xuất hiện 7 lỗ rò ở đuôi cống).
Các thông số kỹ thuật chủ yếu của Đập Suối Trầu: dung tích 9,3triệu m3 nước; chiều
cao đập cao nhất: 19,6m; chiều dài thân đập: 240m.
Nguyên nhân của sự cố:
Về thiết kế: xác định sai dung trọng thiết kế. Trong khi dung trọng khô đất cần đạt γk =
1,84 (T/m3 ) thì chọn dung trọng khô thiết kế γk = 1,5 (T/m3 ) cho nên không cần
đầm, chỉ cần đổ đất cho xe tải đi qua đã có thể đạt dung trọng yêu cầu, kết quả là đập
hoàn toàn bị tơi xốp.

Về thi công: đào hố móng cống quá hẹp không còn chỗ để người đầm đứng đầm đất ở
mang cống. Đất đắp không được chọn lọc, nhiều nơi chỉ đạt dung trọng khô thiết kế γk =
1,4(T/m3 ), đổ đất các lớp quá dày nên phần đáy mỗi lớp không được đầm chặt.
Về quản lý chất lượng: Không thẩm định thiết kế; Giám sát thi công không chặt chẽ,
nhất là những chỗ quan trọng như mang cống, các phần tiếp giáp giữa đất và bê tông,
không kiểm tra dung trọng đầy đủ. Số lượng lấy mẫu thí nghiệm dung trọng ít hơn quy
định của tiêu chuẩn, thường chỉ đạt 10%. Không đánh dấu vị trí lấy mẫu.
Như vậy, sự cố vỡ đập Suối Trầu đều do lỗi của thiết kế, thi công và quản lý.
1.1.5.3 Vỡ đập Am Chúa ở Khánh Hòa
Đập Am Chúa ở Khánh Hoà cũng có quy mô tương tự như hai đập đã nói trên đây. Đập
được hoàn thành năm 1986, sau khi chuẩn bị khánh thành thì lũ về làm nước hồ dâng
10


cao, xuất hiện lỗ rò từ dưới mực nước dâng bình thường rồi từ lỗ rò đó chia ra làm 6
nhánh như những vòi của con bạch tuộc xói qua thân đập làm cho đập vỡ hoàn toàn chỉ
trong 6 tiếng đồng hồ. Nguyên nhân cũng giống như các đập nói trên.
Khảo sát xác định sai chỉ tiêu của đất đắp đập, không xác định được tính chất tan rã, lún
ướt và trương nở của đất nên không cung cấp đủ các tài liệu cho người thiết kế để có
biện pháp xử lý.
Thiết kế không nghiên cứu kỹ sự không đồng nhất của các bãi vật liệu nên vẫn cho rằng
đây là đập đất đồng chất để rồi khi dâng nước các bộ phận của đập làm việc không đều
gây nên nứt nẻ, sụt lún, tan rã, hình thành các vết nứt và các lỗ rò.
Thi công không đảm bảo chất lượng, đầm đất không đạt dung trọng yêu cầu nên khi hồ
bắt đầu chứa nước, đất không được cố kết chặt, gặp nước thì tan rã.
Một số đập có quy mô nhỏ hơn như đập Họ Võ (Hà Tĩnh), đập Đu Đủ (Bình Thuận),...
cũng bị vỡ mà nguyên nhân chính là do tài liệu khảo sát sai. Đập Cà Giây ở Bình Thuận
đã thi công gần đến đỉnh đập, nước trong hồ đã dâng lên gần đến cao trình thiết kế thì
xuất hiện nhiều lỗ rò xuyên qua thân đập phá hoại toàn bộ thiết bị tiêu nước trong thân
đập làm đập bị sụt xuống suýt vỡ. Còn rất nhiều sự cố trong những năm qua mà chưa có

một tổng kết đầy đủ, song thường là ở những công trình vừa và nhỏ, công tác quản lý
chất lượng không được quan tâm một cách đầy đủ.
1.1.5.4 Một số hình ảnh sự cố vỡ đập đất

Hình 1.5 Vỡ đập Khe Mơ – Hà Tĩnh vào ngày 16/10/2010 [14]

11


Hình 1.6 Vỡ đập Tây Nguyên (Đồng Tâm), Nghệ An vào ngày 11/9/2012 [15]

Hình 1.7 Vỡ đập Thủy điện Ia krel 2, Gia Lai vào ngày 12/6/2013 [16]
1.1.5.5 Nguyên nhân sự cố mất an toàn đập
Qua một số sự cố điển hình trên đây có thể rút ra một số nguyên nhân chủ yếu sau đây:
a) Nguyên nhân khách quan:
Toàn bộ hồ chứa, cụm công trình đầu mối cũng như mỗi hạng mục đều chịu tác động
trực tiếp của tự nhiên... Đặc điểm địa lý, địa hình, địa chất, địa chất thuỷ văn, khí tượng,
thuỷ văn... đã được con người tính đến trong đầu tư xây dựng hồ chứa. Nhưng sự quan
tâm đó mới ở mức độ nhất định. Hơn nữa tự nhiên lại thay đổi ngẫu nhiên. Do vậy hồ
chứa có thể chịu ảnh hưởng có hại, bất thường của tự nhiên, không lường hết được đó
là: dòng chảy đặc biệt lớn, bão to, động đất, lở núi, sạt mái, hoạt động địa chấn v.v…
Ngoài ra còn một số nguyên nhân như: thiết bị tiêu nước bị tắc làm dâng cao đường bão
hòa; địa chất nền đập xấu, không xử lý được; cống bị thủng; cửa đập tràn bị kẹt; hỏng
khớp nối của công trình v.v...
12


b) Nguyên nhân chủ quan:
Công tác khảo sát địa chất không tốt, không đánh giá hết tính phức tạp của đất đắp đập.
Nhiều đơn vị khảo sát tính chuyên nghiệp kém, thiếu cán bộ có kinh nghiệm dẫn đến

nhiều sai sót trong đánh giá bản chất của đất, đánh giá sai tình hình địa chất nền, để sót
lớp thấm mạnh không được xử lý, kết quả khảo sát sai với thực tế, cung cấp sai các chỉ
tiêu cơ lý, do khảo sát sơ sài, khối lượng khảo sát thực hiện ít, không thí nghiệm đầy đủ
các chỉ tiêu cơ lý cần thiết.
Công tác thiết kế: Điều tra nghiên cứu điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội chưa
đầy đủ; 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 khu vực; tính sai cấp
bão; thiết kế chọn tổ hợp tải trọng không phù hợp với thực tế, chọn sai sơ đồ tính toán
ổn định; chưa hiểu được tầm quan trọng của việc xác định dung trọng đắp đập dẫn đến
xác định sai các chỉ số này, chọn dung trọng khô thiết kế quá thấp, nên đất sau khi đầm,
đất vẫn chưa đảm bảo độ chặt dẫn đến hệ số thấm cao hơn hệ số thấm cho phép của thiết
kế. Xác định kết cấu đập không đúng, nhiều lúc rập khuôn máy móc, không phù hợp với
tính chất của các loại đất trong thân đập dẫn đến đập làm việc không đúng với sức chịu
của từng khối đất.
Công tác thi công: chưa tuân thủ đúng các tiêu chuẩn kỹ thuật, nhiều đơn vị thi công
không chuyên nghiệp, không hiểu rõ được tầm quan trọng của từng chỉ số được quy định
trong thiết kế nên dẫn đến những sai sót rất nghiêm trọng nhưng lại không hề biết như:
Đỉnh đập đắp thấp hơn cao trình thiết kế; đất mái đập thượng lưu đầm nện không chặt;
chiều dày lớp đắp lớn hơn so với thiết kế, số lần đầm ít hơn thiết kế; phần tiếp giáp giữa
các lớp đắp, các khối đắp và phần mang cống thường thi công không đảm bảo, độ chặt
kém; hốt không sạch lớp bồi tích; thi công chân khay, sân phủ kém dẫn đến thủng lớp
cách nước; không bóc hết lớp thảo mộc ở các vai đập v.v...
Công tác sử dụng và quản lý: thiếu quan trắc, nghiên cứu thực địa; không thực hiện đúng
chế độ duy tu bảo dưỡng; không kịp thời sửa chữa, bảo vệ những hư hỏng nhỏ; nhân
viên không thực hiện theo quy trình; quản lý sử dụng không có quy trình hoặc quy trình
không đúng đều ảnh hưởng đến an toàn công trình; thiếu các cán bộ chuyên môn có kinh
nghiệm, tính chuyên nghiệp trong công tác quản lý, khi lựa chọn các nhà thầu chỉ thường
nghiêng về giá bỏ thầu nên không chọn được các nhà thầu có đủ và đúng năng lực.
13

Đã có nhiều các cuộc hội thảo, các nghiên cứu để tìm ra các nguyên nhân xảy ra các sự
cố và các biện pháp nhằm giảm thiểu và giải quyết những vấn đề tồn tại này.
Qua kết quả nghiên cứu về các sự cố xảy ra đối với đập đất ở miền Trung người ta thấy
rằng đất đắp đập vùng miền Trung có các tính chất cơ lý mà vùng khác không có hoặc
có nhưng ảnh hưởng tới điều kiện an toàn của đập ở mức độ thấp đó là: tính trương nở,
tính lún ướt và co ngót và tính tan rã
1.2. Các giải pháp chống thấm cho đập và nền
Do đặc thù của đập đất là có thể xây dựng trên nhiều loại nền, dễ thích ứng với độ lún
của nền, tận dụng được vật liệu địa phương, giảm giá thành, thi công đơn giản… nên
ngày càng được phổ biến rộng rãi ở nước ta cũng như trên thế giới. Tuy nhiên cũng có
không ít số lượng đập đất được xây dựng trên nền đất yếu, nền đất có tầng thấm nước
dày (yếu về cường độ hoặc khả năng chống thấm hoặc cả hai) và trong quá trình triển
khai xây dựng một số công trình đập đất từ khâu khảo sát đến thiết kế, thi công và quản
lý vận hành, do nhiều nguyên nhân khác nhau mà không đánh giá đúng thực trạng địa
chất của nền để xác định giải pháp kỹ thuật xử lý nền phù hợp dẫn đến các sự số đáng
tiếc cho công trình. Những giải pháp xử lý chống thấm cho nền và thân đập:
Chống thấm bằng sân phủ kết hợp tường nghiêng;
Chống thấm bằng tường răng kết hợp lõi giữa;
Tường hào Bentonite;
Khoan phụt vữa xi măng;
Tường cọc đất – Bentonite.
1.2.1. Giải pháp chống thấm bằng sân phủ kết hợp tường nghiêng
Khi xây dựng đập đất trên nền thấm nước mạnh mà chiều dày tầng nền thấm nuớc khá
dày và vật liệu làm thân đập có hệ số thấm lớn thì hình thức chống thấm thường dùng
tường nghiêng nối tiếp với sân phủ. Người đầu tiên đặt cơ sở tính thấm qua loại đập này
là viện sĩ N.N. Pavlôvxki và về sau giáo sư E.A.Zamarin bổ sung. Khi tính thấm theo

14

phương pháp này xem tường nghiêng và sân phủ là hoàn toàn không thấm cho nên cho
kết quả chỉ là gần đúng [8] Sơ đồ tính toán thấm thể hiện trên hình 1.8

m2

m1

Hình 1.8 Sơ đồ kết cấu chống thấm bằng tường nghiêng và sân phủ [9]
Lựa chọn các thông số cơ bản của tường:
- Chiều dày sân trước: Chiều dày sân trước phải đủ để loại trừ hiện tượng xói ngầm do
gradient thấm qua sân trước gây ra, chọn theo điều kiện sau:
𝑍

𝛿𝑠 ≥ [𝐽]

(1-4)

Chiều dày tường nghiêng:
𝛿𝑡 ≥

ℎ1 −ℎ
[𝐽]

(1-5)

Trong đó:
+ Z: Độ chênh lệch cột nước giữa hai mặt trên và mặt dưới sân trước.
+ h1: Cột nước trước đập (cột nước trên tường nghiêng).
+ h: Cột nước tại mặt sau của tường nghiêng (cột nước này thay đổi theo từng mặt cắt

của tường nghiêng, với phần tường nghiêng nằm dưới độ sâu h3 thì h = h3 (hình 1.8)
+ [J]: Gradient thấm cho phép, lấy bằng: 8,0 đối với đất á sét; 12,0 đối với đất sét.
(Theo điều kiện thi công, chiều dày sân trước không bé quá 0,5m đối với đập thấp và
đối với đập cao không bé quá 1m).
- Cao trình đỉnh tường nghiêng: Chọn không thấp hơn MNDGC ở thượng lưu.

15


- Chiều dài sân phủ (Ls): Trị số hợp lý của Ls xác định theo điều kiện khống chế lưu
lượng thấm qua đập và nền và điều kiện không cho phép phát sinh biến dạng thấm nguy
hiểm của đất nền. Sơ bộ có thể thấy Ls = (3 ÷ 5)H, trong đó H là cột nước lớn nhất
Ưu điểm: Giải pháp này dễ thi công, giá thành rẻ.
Nhược điểm: Nhiều công trình nền thấm nước có chiều dày lớn lại không có sẵn đất sét
thì giải pháp này không kinh tế. Đồng thời, với các hồ đập đang tích nước thì giải pháp
này thường không được chọn vì phải tháo cạn hồ để thi công.
Điều kiện và phạm vi áp dụng: Sân chống thấm là biện pháp công trình thích hợp khi
tầng thấm dày hoặc địa chất nền không cho phép đóng cừ; đối với các hồ đập xây dựng
mới hoặc khi có điều kiện tháo cạn hồ. Kết cấu và kích thước sân trước phải thỏa mãn
các yêu cầu cơ bản sau: ít thấm nước, có tính mềm, dễ thích ứng với biến hình của nền,
dùng một loại vật liệu.
1.2.2. Giải pháp chống thấm bằng tường răng kết hợp lõi giữa
Khi đập đất có lõi giữa xây dựng trên nền thấm nước và chiều dày tầng thấm nước không
lớn lắm thì biện pháp chống thấm cho nền thông thường là kéo dài lõi giữa xuống tận
tầng không thấm hình 1.9

m2

m1

Hình 1.9 Sơ đồ kết cấu chống thấm bằng tường răng kết hợp lõi giữa [9]
Lựa chọn các thông số cơ bản của tường răng kết hợp lõi giữa:
- Chiều dày tường lõi: trên đỉnh, thường chọn 𝛿 ≥ 0,8𝑚; dưới đáy, thường 𝛿 =
16

𝐻
[𝐽]


Trong đó:
+ H là cột nước chênh lệch trước và sau tường lõi;
+ [J]: Gradien thấm cho phép của vật liệu làm tường lõi.
- Cao trình đỉnh tường lõi: chọn không thấp hơn MNLNTK ở thượng lưu.
- Chiều dày chân răng: chọn như đáy tường lõi. Ngoài ra còn đảm bảo điều kiện nối tiếp
đều đặn (không có đột biến) giữa tường lõi với chân răng.
Ưu điểm: Vật liệu chống thấm chủ yếu bằng đất sét nên giá thành xây dựng thấp, thiết
bị thi công thông dụng như máy đào, máy đầm, máy ủi...Vì vậy, phương pháp này cho
hiệu quả kinh tế cao.
Nhược điểm: Chống thấm theo phương pháp này phải thi công các loại đất giữa phần
lõi và nền có tính chất tương tự, tránh phân lớp giữa tường lõi và đất nền gây thấm do
phân lớp; Không thi công được khi nền là đá lăn, đá tảng; không phù hợp với công trình
sửa chữa.
Điều kiện và phạm vi áp dụng: Hệ số thấm của tường lõi không được lớn hơn 10-5 cm/s
(thường nhỏ hơn 100 lần hệ số thấm của đất đắp đập) thì mới phát huy hiệu quả. Do đó,
những nơi không có sẵn đất sét thì giải pháp này không kinh tế. Một số công trình làm
tường lõi bằng bê tông cốt thép; thích hợp với nền có tầng thấm nước không sâu lắm
(chiều dày tầng thấm nhỏ hơn 5m).
1.2.3. Giải pháp chống thấm bằng tường hào Bentonite
Tường hào chống thấm là loại tường được thi công bằng biện pháp đào hào trong dung
dịch Betonite trước, sau đó sử dụng hỗn hợp các loại vật liệu: Xi măng + Bentonite +

Phụ gia, sau thời gian nhất định đông cứng lại tạo thành tường chống thấm cho thân và
nền đập.
Hào được thi công trong dung dịch Bentonite, gọi tắt là hào Bentonite là hố móng có
mái dốc đứng, hẹp, sâu được thi công trong điều kiện luôn có dung dịch Bentonite. Hào
thường có chiều rộng 0,6 ÷ 1,2m, có chiều sâu lên đến 50m [6]

17


m2

m1

Hình 1.10 Sơ đồ kết cấu chống thấm bằng tường hào Bentonite

Hình 1.11 Thi công tường chống thấm bằng đào hào trong dung dịch bentonite
Để có thể đào hào rất sâu và duy trì mái dốc thẳng đứng, trong quá trình thi công phải
duy trì liên tục hỗn hợp nước và sét Bentonite đầy trong hào giữ cho vách hào luôn được
ổn định. Sau khi hào được thi công sẽ bơm hỗn hợp vật liệu ximăng + Bentonite + phụ
gia tạo nên tường chống thấm. Một số loại tường hào bentonite như sau:
1.2.3.1 Tường hào xi măng – bentonite [7]
Đặc điểm: bề rộng 60 ÷ 80 cm; thi công theo từng panel; Tường hào phải cắm vào nền
đá tối thiểu 0,5m; Mực nước dung dịch trong hào cần cao hơn mực nước ngầm. Thành
phần cho 1m3 vữa gồm: Nước 917 lít; Xi măng: 200 ÷ 300kg và Bentonite: 35 ÷ 45kg.
Ưu điểm: Tốc độ thi công nhanh, giữ ổn định vách hào tốt.
Nhược điểm: Hệ số thấm cao (10-6cm/s), vật liệu không tương thích với đất xung quanh
và giá thành cao.
Điều kiện áp dụng: Sửa chữa công trình cũ, hoặc chống thấm nền đập xây mới.
1.2.3.2 Tường hào đất - xi măng – bentonite [7]
18