Nghiên cứu giải pháp công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung

Học viên : Trần Văn Hiển

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

113

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện, được sự giúp đỡ của các Giáo sư, Tiến sĩ Trường
Đại Học Thuỷ Lợi, các công trường và đồng nghiệp, tác giả đã hoàn thành luận văn
này.
Tác giả chân thành cảm ơn NGND.GS.TS Lê Kim Truyền, TS. Nguyễn Hữu
Huế, Trường Đại học Thuỷ Lợi Hà Nội đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ để tác giả hoàn
thành luận văn.
Cảm ơn công trường Hồ Tả Trạch, Hồ chứa nước Khe Ngang, Hồ chứa nước
Thuỷ Yên, Công ty CPTVXD Thuỷ Lợi 2, Công ty CPTVXD Thuỷ Lợi Việt Nam, Tổng
công ty XD Thuỷ Lợi 4, Ban Quan lý XD Thuỷ Lợi 5, Sở NN&PTNT Tỉnh Thừa Thiên
Huế đã giúp đỡ tác giả có đủ tài liệu phục vụ cho việc thực hiện luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô trường Đại học Thuỷ Lợi Hà Nội,
các thầy cô khoa Công trình đã tận tụy giảng dạy tác giả trong suốt quá trình học đại
học và cao học tại trường.
Tuy đã có những cố gắng nhất định xong do thời gian có hạn, trình độ bản thân
còn hạn chế, luận văn này không thể tránh khỏi thiếu sót. Tác giả kính mong các thầy
cô và các bạn đồng nghiệp chỉ dẫn, góp ý xây dựng, tạo thêm thuận lợi để tác giả tiếp
tục học tập và hoàn thiện đề tài nghiên cứu của mình.
Xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 25 tháng 11 năm 2010
Tác giả

TRẦN VĂN HIỂN

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung

Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG
MỞ ĐẦU

4
5
6

CHƯƠNG 1
ĐẶC ĐIỂM CÔNG TÁC & CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐẤT
1.1 Đặc điểm của công tác đất
1.2 Thành phần kết cấu của đất và phân loại đất
1.3 Các phương pháp thi công đập đất
1.4 Các sự cố đập đất
1.5 Những bài học kinh nghiệm thiết kế, thi công đập đất
1.6 Kết luận chương 1

8
8
10
11

23
29
31

CHƯƠNG 2
NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN THIẾT KẾ & THI CÔNG ĐẬP ĐẤT
2.1Đặc điểm tự nhiên và vật liệu đắp Miền Trung
2.2 Đặc tính kỹ thuật đất Miền Trung khi tiếp xúc với nước
2.3 Những nhân tố tự nhiên, kỹ thuật ảnh hưởng đến thiết kế, thi công đập ở Miền Trung
2.4 Tiêu chuẩn, quy định thiết kế đập đất hiện nay
2.5 Kết luận chương 2

32
43
50
52
53

CHƯƠNG 3
LỰA CHỌN GIẢI PHÁP THIẾT KẾ, THI CÔNG ĐẬP ĐẤT TRONG Đ/K ĐỘ ẨM CAO
3.1 Ảnh hưởng của độ ẩm đến kết cấu và làm việc của đập
55
3.2 Lựa chọn giải pháp thiết kế đập đất khi gặp độ ẩm cao
60
3.3 Ảnh hưởng của độ ẩm đến quá trình thi công đập đất
66
3.4 Lựa chọn độ ẩm thích hợp trong thiết kế đập đất khi thi công bằng PP đầm
68
3.5 Những giải pháp giảm độ ẩm và khống chế độ ẩm đất khi thi công
73

3.6 Lựa chọn công nghệ thi công đập đất
79
3.7 Kết luận chương 3
82
CHƯƠNG 4
CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG ĐẬP TẢ TRẠCH TRONG Đ/K ĐỘ ẨM CAO
4.1 Giới thiệu công trình Hồ Tả Trạch
4.2 Giải pháp thiết kế Hồ Tả Trạch
4.3 Công nghệ thi công Hồ Tả Trạch
4.4 Lựa chọn độ ẩm và những giải pháp khống chế độ ẩm khi tkế, thi công Hồ Tả Trạch
4.5 Kiểm tra giám sát chất lượng thi công đập đất Hồ tả Trạch
4.6 Đánh giá hiệu quả công nghệ thi công đập đất Hồ Tả Trạch trong điều kiện độ ẩm cao
4.7 Những bài học kinh nghiệm thiết kế, tổ chức quản lý chất lượng thi công Hồ Tả Trạch

83
87
89
91
91
94
94

CHƯƠNG 5
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
5.1 Kết luận

98

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung

Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

5.2 Khuyến nghị
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung

98
103


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Quan hệ các pha
Hình 1.2 ÷ Hình 1.4: Một số hình ảnh máy thi công
Hình 1.5: Bị xói ngầm thân đập
Hình 1.6: Vỡ đập do xói ngầm
Hình 1.7: Sạt mái hạ lưu
Hình 1.8: Sạt mái thượng lưu
Hình 3.1: Đường cong quan hệ giữa độ ẩm của đất và độ chặt

Hình 3.2: Mặt cắt đập 2 khối
Hình 3.3: Mặt cắt đập 3 khối
Hình 3.4: Mặt cắt đập 4 khối
Hình 3.5: Biểu đồ quan hệ công đầm và độ ẩm hiện trường
Hình 3.6: Đường cong đầm nén Proctor và hệ số thấm Kt
Hình 3.8: Đường biến thiên độ ẩm của đất tàn tích và trầm tích
Hình 3.7: Quan hệ dung trọng khô và độ ẩm
Hình 4.1: Vị trí cụm công trình Hồ Tả Trạch
Hình 4.2: Mặt bằng bố trí chung Hồ Tả Trạch
Hình 4.3: Bóc tầng phủ và đào rãnh thoát nước hạ thấp ẩm tại mỏ
Hình 4.4: Cầy xới phơi đất tại mặt đập và bóc lớp đất không đạt độ ẩm
Hình 4.5: Xử lý mặt đập sau mưa và ủ ẩm tại bãi trữ
Hình 4.6: Tổ chức thi công mặt đập
Hình 4.7: Thí nghiệm kiểm tra chất lượng khối đất đắp
Hình 4.8: Mặt bằng vai phải sau mùa lũ năm 2009
Hình 4.9: Mặt bằng vai phải sau mùa lũ năm 2010 chuẩn bị chặn dòng

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG
Bảng 1.1 & 1.2 : Phân cấp đất dùng cho đào thủ công & máy
Bảng 1.3: Phân loại sự cố theo số lượng hồ chứa nước
Bảng 1.4: Phân loại sự cố theo quy mô hồ chứa

Bảng 2.1: Chỉ tiêu cơ lý lớp 1 Bùn sét, bùn á sét
Bảng 2.2: chỉ tiêu cơ lý lớp 2 cát rời
Bảng 2.3: Tính chất cơ lý đất sườn tàn tích trên đá bazan trẻ (k/ phân chia)
Bảng 2.4: Tính chất cơ lý đất sườn tàn tích trên đá bazan cổ - lớp 1
Bảng 2.5: Tính chất cơ lý đất sườn tàn tích trên đá bazan cổ - lớp 2
Bảng 2.6: Tính chất cơ lý đất sườn tàn tích trên đá bazan cổ - lớp 3
Bảng 2.7: Tính chất cơ lý đất sườn tàn tích trên đá phun trào dacite, riolit,
j3-k1 (không phân chia)
Bảng 2.8: Tính chất cơ lý đất sườn tàn tích trên đá trầm tích lục nguyên sét bột kết, cát
bột kết j1-2 – lớp 1
Bảng 2.9: Tính chất cơ lý đất tàn tích trên đá trầm tích lục nguyên sét bột kết, cát bột
kết j1-2 – lớp 2
Bảng 2-10: Tính chất cơ lý đất tàn tích trên đá trầm tích lục nguyên sét bột kết, cát bột
kết j1-2 – lớp 3
Bảng 2-11: Tính chất cơ lý đất sườn tàn tích trên đá xâm nhập granitoit-lớp1
Bảng 2-12: Tính chất cơ lý đất tàn tích trên đá xâm nhập granitoit-lớp 2
Bảng 2.13: Tiêu chuẩn phân loại theo tiêu chuẩn Liên Xô
Bảng 2.14: Tiêu chuẩn phân loại trương nở dựa theo chỉ số EI
Bảng 2.15: Hệ số trương nở tự do của loại đất hàm lượng hạt sét khác nhau
Bảng 2.16: Hệ số trương nở tự do của mẫu có hàm lượng sỏi sạn (d >2mm) khác nhau
(Mẫu đất Hồ Thuận Ninh – Bình Định)
Bảng 2.17: Hệ số lún ướt của đất tại đập sông Quao
Bảng 3.1: Mức độ tan rã sau 60 phút của các mẫu đất chế bị cùng dung trọng khô γc =
1,75T/m3 và có độ ẩm ban đầu khác nhau.
Bảng 3.2: Sự thay đổi góc ma sát trong Φ và lực dính C của đất có hệ số đầm nén (K)
khác nhau ứng với độ ẩm tốt nhất và sau khi ngâm bão hoà

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung

Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Bảng 3.3: Sự thay đổi góc ma sát trong Φ và lực dính C của đất có hệ số đầm nén (K)
khác nhau theo thời gian ngâm mẫu
Bảng 3.4: Quan hệ giữa độ ẩm và công đầm ứng với loại đầm tĩnh 25 tấn, chiều dày
lớp rải 30cm
Bảng 3.5: Hệ số lún ướt tương đối (am) của các nhóm mẫu đất chế bị có độ chặt, độ ẩm ban
đầu ứng với hệ số đầm nén K=1 ; 0,95; 0,9 thuộc nhánh trái đường đầm nén Proctor
Bảng 3.6: Hệ số lún ướt tương đối am của các nhóm mẫu chế bị có dung trọng khô γyc,
ứng với hệ số đầm nén K= 1; 0,95; 0,90 và độ ẩm ban đầu W = Won:
Bảng 3.7: Quan trắc độ ẩm tại các mỏ vật liệu công trình Tả Trạch
Bảng 3.8: Cường độ giảm độ ẩm (%/h) tại lớp mặt và lớp giữa cách nhau 15cm tại
công trình Sông Quao
Bảng 3.9: Cường độ giảm độ ẩm (%/h) tại lớp mặt và lớp giữa cách nhau 15cm tại
công trình Thác Mơ
Bảng 3.10: Cường độ giảm độ ẩm (%/h) tại lớp mặt và lớp giữa cách nhau 15cm tại
công trình Lộc Quang 1
Bảng 3.11: Cường độ giảm độ ẩm (%/h) tại lớp mặt và lớp dưới cách nhau 15cm tại
công trình Lộc Quang 2
Bảng 3.12: Cường độ giảm độ ẩm (%/h) tại lớp mặt và lớp giữa cách nhau 15cm tại
công trình Nam H’ring
Bảng 3.13: Tổng hợp chỉ số thay đổi độ ẩm theo thời gian
Bảng 3.14: Chỉ tiêu đất lớp 2b nguồn gốc trầm tích cổ có chỉ tiêu
Bảng 3.15: Chỉ tiêu đất lớp 5 nguồn gốc trầm tích cổ có chỉ tiêu
Bảng 3.16: Cường độ giảm độ ẩm (%/h) tại lớp mặt và lớp giữa cách nhau 15cm tại
công trình Hồ Tả Trạch

Bảng 3.17: Chiều cao tiêu chuẩn của khoang đào
Bảng 3.18: Kết quả thí nghiệm đầm nén hiện trường tại một số công trình
B¶ng 4.1: Tæng hîp c¸c chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt chñ yÕu cña c«ng tr×nh
Bảng 4.2: Tần suất lấy mẫu thi nghiệm công tác đắp
Bảng 4.3: Số ngày mưa các tháng trong năm

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

MỞ ĐẦU
I.

TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI
Nguồn nước không thể thiếu cho cuộc sống, cho sự phát triển kinh tế xã hội.

Nhưng nước tập trung quá nhiều vào một vùng gây ngập lụt vùng khác hạn hán. Ở
Việt Nam, lượng nước phân bố không đều theo không gian và thời gian, nhiều nơi
70÷80% lượng nước năm tập trung chủ yếu vào 3÷5 tháng mùa mưa. Việc xây dựng
hệ thống thuỷ lợi góp phần vào điều hoà nguồn nước, dẫn nước tới nơi cần thiết và
giảm nhẹ ngập lụt khi xẩy ra mưa lũ. Cho nên, xây dựng thuỷ lợi là kết cấu hạ tầng rất
quan trọng của toàn xã hội.
Miền Trung là vùng đời sống nhân dân còn nhiều khó khăn do bị thiên tai lũ lụt
thường xuyên, là một trong những vùng thiếu nước nghiêm trọng. Cho nên hướng đầu
tư thuỷ lợi cho Miền Trung chủ yếu là xây dựng các kho nước đầu nguồn các con sông

để tiếp nguồn và giảm lũ cho hạ du.
Khu vực Miền Trung hiện nay đang được Đảng và Nhà nước ưu tiên đầu tư
phát triển kinh tế xã hội, trong đó yêu cầu phát triển nguồn nước rất lớn và phải đi
trước một bước.
Sau 20 năm đổi mới cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế, nhà nước đã
đầu tư xây dựng rất nhiều hệ thống thuỷ lợi đặc biệt các hồ chứa mà công trình đầu
mối là đập bằng vật liệu địa phương phục vụ cho phát triển kinh tế. Trong những năm
gần đây do tình hình biến đổi thời tiết, mùa mưa thường kéo dài và cường độ mưa lớn,
rõ nét nhất là ở các tỉnh Miền Trung. Nếu với thiết kế, thi công như hiện nay rất nhiều
công trình như: Hồ Chuồi, Hồ Tả Trạch – Thừa Thiên Huế, Hồ Phú Ninh… Thường bị
kéo dài thời gian từ 4 đến 5 năm làm tăng kinh phí đầu tư, giảm hiệu quả của dự án và
đặc biệt làm chậm phát triển kinh tế xã hội.
Để rút ngắn thời gian thi công và bảo đảm tiến độ đặt ra chúng ta cần phải
nghiên cứu công nghệ xây dựng đập đất trong điều kiện độ ẩm cao là rất cần thiết và
có ý nghĩa lớn về kinh tế, kỹ thuật giúp các nhà thiết kế có giải pháp phù hợp, chủ đầu
tư, nhà thầu, TVGS có phương án xây dựng đập đáp ứng tiến độ vẫn đảm bảo điều
kiện ổn định của kết cấu công trình.
II.

MỤC TIÊU LUẬN VĂN

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

1. Tìm giải pháp kết cấu đập và công nghệ thi công đập đất trong điều kiện độ ẩm cao.
2. Tìm giới hạn độ ẩm tối đa và giải pháp xử lý độ ẩm khi thi công đập đất theo
phương pháp đầm nén.
III.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1. Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu những cơ sở khoa học, lý thuyết liên quan đến đất
và thi công đất.
2. Phương pháp kế thừa: Nghiên cứu các tài liệu, đề tài đã nghiên cứu về lĩnh vực thi
công đất có liên quan, phân tích lựa chọn những công nghệ phù hợp.
3. Phương pháp khảo sát thực địa, thống kê tổng kết kinh nghiệm thực tế các công
trình đã thi công ở Miền Trung
IV.

.

NỘI DUNG

- Mở đầu
- Chương 1: Đặc điểm công tác đất và các phương pháp thi công đập đất
- Chương 2: Những nhân tố ảnh hưởng đến thiết kế và thi công đập đất
- Chương 3: Lựa chọn giải pháp thiết kế, thi công đập đất trong đ/k độ ẩm cao
- Chương 4: Công nghệ xây dựng đập Tả Trạch trong điều kiện độ ẩm cao
- Kết luận và khuyến nghị
- Tài liệu tham khảo

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung

Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

CHƯƠNG 1
ĐẶC ĐIỂM CÔNG TÁC & CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐẤT
1.1 Đặc điểm của công tác đất
1.1.1 Khối lượng lớn và thời gian thi công kéo dài
Quá trình thi công các công trình thủy lợi đều phải tiến hành công tác đào và
đắp đất. Dù là những công trình bằng bê tông, bê tông cốt thép, công trình đá, đặc
biệt là công trình đất thì khối lượng công trình đào đắp vẫn chiếm 1 tỉ lệ rất lớn. Ví dụ
như: Công trình Cửa Đạt đào đắp 40 triệu m3; Hồ Tả Trạch 18 triệu m3…
- Khối lượng lớn, cường độ thi công cao.
- Hiện trường thi công chật hẹp (do nằm trên phạm vi hố móng) gây trở ngại
cho việc đào và vận chuyển đất.
- Mức độ cơ giới hóa thi công phải cao, thời gian thi công hạn chế.
- Yêu cầu chất lượng khối đắp cao nhất vì công trình có cột nước lớn.
- Công tác thi công đất chịu ảnh hưởng trực tiếp của điều kiện tự nhiên như
điều kiện địa hình, địa chất, địa chất thủy văn, thời tiết và khả năng cung ứng nhân
lực, vật lực v.v ...
Do đó để hoàn thành nhiệm vụ cần phải có sự tổ chức hợp lý, cần phải lợi dụng
lúc thời tiết thuận tiện để thi công, đặc biệt thi công vượt lũ và bảo đảm chất lượng
công trình theo thiết kế.
1.1.2 Ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu, thời tiết đến thi công đất
a. Ảnh hưởng của khí hậu
Ở nước ta có 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô, mùa mưa thường từ tháng 8
đến tháng 11, lượng mưa tập trung lớn chiếm khoảng 70÷80% lượng mưa cả năm, số
ngày thi công đất rất thấp, nhiều tháng chỉ đạt 10÷15 ngày có khi chỉ đạt dưới 10 ngày.

Vì vậy để thi công đảm bảo chất lượng và đạt tiến độ cần có biện pháp thi công trong
mùa mưa.
Mùa khô, từ tháng 12 đến tháng 7 lượng mưa ít, thời gian thi công dài có tháng
đạt từ 23÷26 ngày, nên cần chuẩn bị đầy đủ điều kiện tranh thủ thi công, nhưng độ ẩm
không khí nhỏ lượng bốc hơi nhanh cần có giải pháp giữ ẩm để bảo đảm chất lượng
công trình và đẩy nhanh tiến độ thi công vượt lũ.

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

b. Ảnh hưởng của mưa bão
Trung bình hàng năm, nước ta bị ảnh hưởng từ 6÷8 cơn bão. Thời gian bão kéo
dài 2÷5 ngày kèm theo có mưa rất to gây ngập lụt trên diện rộng. Khi thi công nếu
không có phương án phòng chống thì công trình có khả năng bị lũ cuốn trôi.
c. Ảnh hưởng của độ ẩm không khí, cường độ nắng, gió
Các yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến độ ẩm của đất khi đắp đập. Khi cường
độ nắng lớn, độ ẩm không khí nhỏ, có gió nhẹ chỉ cần rải đất 1÷2 h có thể đầm nén đạt
yêu cầu và ngược lại.
d. Ảnh hưởng của dòng chảy
Dòng chảy lũ, đặc biệt là lũ tiểu mãn thường mang theo bùn cát với đặc điểm
các sông suối Miền Trung ngắn và dốc nên lũ tập trung nhanh. Khi thi công phải tập
trung vượt lũ nếu không công trình bị phá hoại.
Mùa khô dòng chảy nhỏ, đối với một số đập phụ thiếu nước phụ vụ thi công.
1.1.3. Ảnh hưởng cường độ và thiết bị đến thi công đất

Đối với thi công đất, để đạt tiết độ phải thực hiện với cường độ thi công rất lớn
thường từ 250.000÷350.000m3/tháng. Cho nên tập trung nhiều loại máy móc thiết bị
hoặc sử dụng máy móc thiết bị có tải trọng lớn, dẫn tới khó khăn tổ chức mặt bằng thi
công và giao thông trên công trường.
Thời gian thi công chủ yếu tập trung mùa khô, nên phải lựa chọn số thiết bị hợp lý
để thi công đạt tiết độ và giảm giá thành xây dựng (không phải vận chuyển thiết bị nhiều
lần).
1.1.4 Ảnh hưởng của địa hình
Cấu tạo địa hình của mặt bằng công trường, lòng sông và hai bờ tại khu vực
công trình ảnh hưởng trực tiếp đến việc bố chọn giải pháp thi công. Vì rằng nếu địa
hình tương đối dốc có thể chọn đào vận chuyển đất bằng máy cạp kết hợp máy đầm.
Ngược lại địa hình dốc, có chia cắt chọn tổ hợp thiết bị máy đào vận chuyển ôtô và
máy ủi máy đầm.
1.1.5 Ảnh hưởng của địa chất
a. Độ ẩm của đất
Thành phần đất trình bày trong mục 1.2 bao gồm các hạt rắn, nước và không
Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

khí. Nước có tác dụng làm trơn các hạt đất, làm cho lực di động tương đối giữa các hạt
đất (như lực ma sát, lực dính kết) giảm nhỏ.
Nếu lượng ngậm nước trong đất quá lớn (đất quá ướt) nước thừa sẽ chứa đầy
trong các lỗ rỗng ở giữa các hạt đất, làm cho lực đầm nén không chuyền toàn bộ đến
các hạt đất, hiệu quả kém chặt.

Nếu lượng ngậm nước trong đất quá nhỏ (đất quá khô) thì đầm rất tốn công mà
hiệu quả nén chặt kém.
Vậy, lượng ngậm nước trong mỗi loại đất nhỏ hoặc lớn đều không đạt hiệu quả
nén chặt cao nhất mà chỉ có lượng ngậm nước hợp lý mới đưa đến hiệu quả đầm nén
tốt nhất.
b. Ảnh hưởng của loại đất
Đối với đất có tính dính (như đất sét, đất á sét nặng) lực keo kết của nó tương
đối lớn, lực ma sát tương đối nhỏ, do đó dưới tác dụng của lực đầm nén dễ bị co ép
hoặc dãn nở. Nhưng do tính thấm nước nhỏ, thoát nước khó khăn nên quá trình ép co
tương đối chậm, tức là khó đầm chặt.
Đối với loại đất không dính lực ma sát lớn, lực keo kết nhỏ, tính ép co và dãn
dài tương đối nhỏ, nhưng tính thấm nước tương đối lớn, cho nên dưới tác dụng của lực
đầm nén, nước ra nhanh nên chóng đạt được nén chặt.
c. Ảnh hưởng của sự tổ thành hạt đất
Hạt càng nhỏ thì độ phân tán càng cao và tỉ lệ rỗng càng lớn. Cho nên sau khi
đầm nén thông thường khối lượng riêng khô của đất nhỏ hơn khối lượng riêng của đất
không dính. Nói chung với đất dính γk=1,5 ÷1,76T/m3 không dính γk =1,77÷1,92T/m3.
Đất có cấu tạo hạt to khác nhau, cấp phối hạt phân bố càng không đều thì đầm
nén những hạt nhỏ dễ dàng chui vào kẽ rỗng các hạt làm cho tỷ lệ rỗng giảm xuống,
độ chặt tăng lên. Ngược lại, cấp phối hạt phân bố càng đều đặn, thì khối lượng riêng
khô đạt được càng nhỏ.
1.2 Thành phần kết cấu của đất và phân loại đất
1.2.1 Thành phần kết cấu của đất
Đất trong tự nhiên thường tồn tại ở dạng 3 pha: pha rắn (hạt khoáng), pha lỏng
Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

(nước và chất hoà tan), pha khí; đất cũng tồn tại ở 2
pha (đất bão hoà); pha rắn, pha lỏng. Đất là sản phẩm
của quá trình phong hoá vật lý, hoá học và sinh vật, tạo
thành các tầng: tàn tích (el), sườn tích (dl), lũ tích (pl)
và bồi tích (al)… Khi nghiên cứu đất xây dựng cần làm
sáng tỏ nguồn gốc, điều kiện tồn tại, quy luật phân bố
trong không gian, thành phần, trạng thái, các đặc điểm
và tính chất của từng loại đất; nghiên cứu tác dụng
tương hỗ giữa đất và nước dưới đất.
Hình 1.1 Quan hệ các pha
1.2.2 Phân loại đất
a. Mục đích phân loại
Đưa ra một ngôn ngữ chung để các nhà khoa học, các kỹ sư trao đổi học hỏi
kinh nghiệm lẫn nhau. Giúp các kỹ sư xây dựng hiểu được một cách tương đối các đặc
trưng và ứng xử của đất trong quá trình xây dựng.
b. Hệ thống phân loại
Hiện nay, có nhiều hệ thống phân loại khác nhau như BS, ASTM, ASSTHO,
TCVN … Nhưng đều dựa trên nguyên tắc sau:
- Đất hạt thô: dựa vào cấp phối hạt.
- Đất hạt mịn: dựa vào tính dẻo và chia đất thành 4 nhóm chính là: Đất hạt thô;
đất hạt mịn; đất hữu cơ và than bùn.
- Việc phân loại được thực hiện bằng cách cho mẫu đất qua sàng, kết quả thí
nghiệm được biểu diễn trên hệ trục toạ độ log.
1.3 Các phương pháp thi công đập đất
1.3.1 Phân loại và phân cấp đất phục vụ thi công đất:
- Mục đích: Dùng để tiện cho việc chọn thiết bị, tra cứu định mức, lập dự
toán, lập kế hoạch tổng tiến độ thi công trong thiết kế tổ chức thi công.

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

- Dựa vào phương pháp thi công người ta phân cấp đất như sau:
Bảng 1.1: Phân cấp đất
(Dùng cho công tác đào vận chuyển, đắp đất bằng thủ công)
Cấp
đất

1

Nhóm
đất

2

1

I

II

Tên đất

Dụng cụ tiêu
chuẩn xác
định nhóm
đất

3

4

- Đất phù sa, cát bồi, đất mầu, đất mùn, đất đen, đất
hoàng thổ.

Dùng
- Đất đồi sụt lở hoặc đất nơi khác đem đến đổ (thuộc xẻng xúc dễ
loại đất nhóm 4 trở xuống) chưa bị nén chặt.
dàng

2

- Đất cát pha sét hoặc đất sét pha cát.
- Đất mầu ẩm ướt nhưng chưa đến trạng thái dính dẻo.
- Đất nhóm 3, nhóm 4 sụt lở hoặc đất nơi khác đem đến
đổ đã bị nén chặt nhưng chưa đến trạng thái nguyên
thổ.
- Đất phù sa, cát bồi , đất mầu, đất bùn, đất nguyên thổ
tơi xốp có lẫn rễ cây, mùn rác, sỏi đá, gạch vụn, mảnh
sành kiến trúc đến 10% thể tích hoặc 50kg đến 150 kg
trong 1m3.

3

- Đất sét pha cát.
- Đất sét vàng hay trắng, đất chua, đất kiềm ở trạng
thái ẩm mềm.
- Đất cát, đất đen, đất mùn có lẫn sỏi đá, mảnh vụn
kiến trúc, mùn rác, gốc dễ cây từ 10% đến 20% thể
tích hoặc từ 150 đến 300 kg trong 1m3.
- Đất cát có lượng ngậm nước lớn, trọng lượng từ 1,7
tấn/1m3 trở lên.

4

- Đất đen, đất mùn ngậm nước nát dính.
- Đất sét, đất sét pha cát, ngậm nước nhưng chưa
thành bùn.
Dùng mai
- Đất do thân cây, lá cây mục tạo thành, dùng mai
xắn được
cuốc đào không thành tảng mà vỡ vụn ra rời rạc như
xỉ.

Dùng xẻng
cải tiến ấn
nặng tay xúc
được

Dùng xẻng
cải tiến đạp
bình thường
đã ngập xẻng

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

- Đất sét nặng kết cấu chặt.
- Đất mặt sườn đồi có nhiều cỏ, cây sim, mua, dành
dành.
- Đất màu mềm.
- Đất sét pha mầu xám (bao gồm mầu xanh lam, mầu
xám của vôi).
- Đất mặt sườn đồi có ít sỏi.
- Đất đỏ ở đồi núi.

5

- Đất sét pha sỏi non.
- Đất sét trắng kết cấu chặt lẫn mảnh vụn kiến trúc Dùng cuốc
hoặc rễ cây đến 10% thể tích hoặc 50kg đến 150kg bàn cuốc
được
trong 1m3.
- Đất cát, đất mùn, đất đen, đất hoàng thổ có lẫn sỏi
đá, mảnh vụn kiến trúc từ 25% đến 35% thể tích hoặc
từ > 300kg đến 500kg trong 1m3.

III

IV

6

- Đất sét, đất nâu rắn chắc cuốc ra chỉ được từng
hòn nhỏ.
- Đất chua, đất kiềm thổ cứng.
- Đất mặt đê, mặt đường cũ.
- Đất mặt sườn đồi lẫn sỏi đá, có sim, mua, dành
dành mọc lên dầy.
- Đất sét kết cấu chặt lẫn cuội, sỏi, mảnh vụn kiến
trúc, gốc rễ cây >10% đến 20% thể tích hoặc 150kg
đến 300kg trong 1m3.
- Đá vôi phong hoá già nằm trong đất đào ra từng
tảng được, khi còn trong đất thì tương đối mềm đào ra
rắn dần lại, đập vỡ vụn ra như xỉ.

Dùng cuốc
bàn cuốc
chối tay,
phải dùng
cuốc chim to
lưỡi để đào

7

- Đất đồi lẫn từng lớp sỏi, lượng sỏi từ 25% đến
35% lẫn đá tảng, đá trái đến 20% thể tích.

- Đất mặt đường đá dăm hoặc đường đất rải mảnh
sành, gạch vỡ.
- Đất cao lanh, đất sét, đất sét kết cấu chặt lẫn mảnh
vụn kiến trúc, gốc rễ cây từ 20% đến 30% thế tích
hoặc >300kg đến 500kg trong 1m3.

Dùng cuốc
chim nhỏ
lưỡi nặng
đến 2,5kg

8

- Đất lẫn đá tảng, đá trái > 20% đến 30% thể tích.
- Đất mặt đường nhựa hỏng.

Dùng cuốc
chim nhỏ
lưỡi nặng

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

- Đất lẫn vỏ loài trai, ốc (đất sò) kết dính chặt tạo trên 2,5kg

thành tảng được (vùng ven biển thường đào để xây hoặc dùng xà
tường).
beng đào
được
- Đất lẫn đá bọt.

9

Đất lẫn đá tảng, đá trái>30% thể tích , cuội sỏi giao
Dùng xà
kết bởi đất sét.
beng choòng
- Đất có lẫn từng vỉa đá, phiến đá ong xen kẽ (loại
búa mới đào
đá khi còn trong lòng đất tương đối mềm).
được
- Đất sỏi đỏ rắn chắc.
Bảng 1.2: Phân cấp đất
(Dùng cho công tác đào, vận chuyển, đắp đất bằng máy)
Công cụ tiêu
chuẩn xác
định

Cấp đất

Tên loại đất

I

Đất cát, đất phù sa cát bồi, đất mầu, đất đen, đất mùn, đất

cát, cát pha sét, đất sét, đất hoàng thổ, đất bùn. Các loại đất
trên có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, gạch vỡ, đá dăm, mảnh
chai từ 20% trở lại, không có rễ cây to, có độ ẩm tự nhiên
dạng nguyên thổ hoặc tơi xốp, hoặc từ nơi khác đem đến
đổ đã bị nén chặt tự nhiên. Cát đen, cát vàng có độ ẩm tự
nhiên, sỏi, đá dăm, đá vụn đổ thành đống.

II

Gồm các loại đất cấp I có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, gạch vỡ,
đá dăm, mảnh chai từ 20% trở lên. Không lẫn rễ cây to, có
độ ẩm tự nhiên hay khô. Đất á sét, cao lanh, đất sét trắng,
sét vàng, có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, mảnh chai, gạch vỡ
không quá 20% ở dạng nguyên thổ hoặc nơi khác đổ đến
đã bị nén tự nhiên có độ ẩm tự nhiên hoặc khô rắn.

III

Đất á sét, cao lanh, sét trắng, sét vàng, sét đỏ, đất đồi núi
lẫn sỏi sạn, mảnh sành, mảnh chai, gạch vỡ từ 20% trở lên Dùng cuốc
có lẫn rễ cây. Các loại đất trên có trạng thái nguyên thổ có chim mới
độ ẩm tự nhiên hoặc khô cứng hoặc đem đổ ở nơi khác đến cuốc được
có đầm nén.

IV

Các loại đất trong đất cấp III có lẫn đá hòn, đá tảng. Đá
ong, đá phong hoá, đá vôi phong hoá có cuội sỏi dính kết
bởi đá vôi, xít non, đá quặng các loại đã nổ mìn vỡ nhỏ, sét

Dùng xẻng,
mai hoặc
cuốc bàn
xắn được
miếng mỏng

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

kết khô rắn chắc thành vỉa
1.3.2 Các phương pháp thi công cơ bản về đất
a. Thi công bằng thủ công: là người ta dùng các công cụ thông thường hay cải tiến
như cuốc, xẻng, chòng . . . để đào xúc gánh, khiêng hàng các loại xe cút kít, cải tiến
để vận chuyển, các loại đầm tay và đầm cải tiến để đầm đất.
b. Thi công bán cơ giới: kết hợp cơ giới và thủ công.
c. Thi công cơ giới : là sử dụng các loại máy đào 1 gầu ( thuận, nghịch, dây, ngoạm)
máy đào nhiều gầu, máy cạp, ủi để đào, xúc đất, dùng ôtô, guồng, băng chuyền để vận
chuyển và các loại máy đầm chân dê, bánh hơi, đầm chấn động để đầm chặt.
d. Thi công bằng máy thủy lực: là sử dụng các thiết bị chuyên môn như súng nước,
máy bơm, tàu hút hệ thống ống dẫn để tiến hành đào, vận chuyển, đắp đất.
e. Đắp đất trong nước: đào và vận chuyển giống 2 phương pháp trên riêng việc
đắp không đầm nén mà lợi dụng tác dụng của nước làm cho đất đắp trong nước có 1
kết cấu mới.
Quá trình thi công đất thường gặp 3 khâu cơ bản là đào, vận chuyển, đắp như sau:

1.3.2 Công tác đào đất
a.Đào đất thủ công
Trong hoàn cảnh thiếu máy, trình độ cơ giới hóa trong thi công còn thấp yêu
cầu về phát triển thủy lợi rất nhanh, mạnh vấn đề sử dụng các công cụ lao động thủ
công, các công cụ cải tiến có một ý nghĩa đặc biệt.
- Ưu điểm của phương pháp đào bằng thủ công :
+ Phát huy được khả năng tiềm tàng vô tận sáng tạo quần chúng nhân dân.
Tận dụng được vật liệu, công cụ rẻ tiền trong nhân dân sẵn có dồi dào.
+ Trong hoàn cảnh thiếu máy, thiếu sức lao động vẫn có thể giảm được lao
động nặng nhọc của nhân dân nâng cao được năng suất lao động đẩy mạnh được tốc
độ thi công.
- Phạm vi áp dụng hiệu quả
+ Hố đào nông: ( 2 - 3m) vận chuyển đất sang 2 phía. Trước hết đào mương
tiêu nước, giữa hố đào thấp hơn đáy hố 50cm. Sau đó chia hố đào thành từng khối

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

đào từng lớp từ trên xuống và trong ra
+ Hố đào nông (2 - 3m) đất vận chuyển sang 1 phía: tương tự như trên những
mương tiêu nước đặt về phía không vận chuyển.
+ Hố đào sâu > 3m: đất vận chuyển sang 2 phía. Trường hợp này phân hố đào
thành nhiều lớp, mỗi lớp coi như đào 1 hố nông rồi bố trí đào như trường hợp 1,
trường hợp này mỗi lớp không nên > 2m tùy thuộc độ sâu hố đào.

+ Đào đất theo lớp nghiêng: Thích hợp cho hố đào sâu, diện đào rộng có thể bố
trí đào theo lớp nghiêng để tiện cho việc vận chuyển đất bằng thủ công và tiện tiêu
nước độ dốc lớp nghiêng thường 1% - 3% để thích hợp vận chuyển bằng xe cải tiến.
b. Đào bằng cơ giới
Ưu điểm: Có kết cấu đơn giản, năng suất cao, phí tổn ít, quản lý dễ dàng. Máy
có thể làm việc độc lập, sử dụng bền lâu..
Phạm vi ứng dụng: Dùng khai thác đất ở các bãi vật liệu, đào đắp kênh mương,
san bằng hiện trường thi công, đắp đập, đường sá, đào hố móng, không dùng đào đất
cát, đất sét ướt. Các loại thiết bị đào được áp dụng phổ biến hiện nay xem H.1.3÷ H1.5

Hình 1.2: Máy đào một gàu

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Hình 1.3: Tổ hợp máy đào gầu sấp

Hình 1.4: Các loại máy ủi
c. Đào bằng thủy lực
- Thi công đất bằng máy thủy lực là phương pháp thi công cơ giới hóa tổng
hợp. Dùng sức nước để đào đất, vận chuyển và đắp đất.
- Ưu điểm của phương pháp thi công là:
+ Thi công không phụ thuộc vào thời tiết, khí hậu. Cơ giới hóa cao trong cả 3
khâu: đào, vận chuyển, đắp đất.

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

+ Giá thành vận chuyển nhỏ nhất.Thiết bị vận chuyển chỉ là đường ống thép
hay mương máng, độ dài vận chuyển có khi tới hàng chục km.
+ Giá thành thi công công trình hạ: 60 - 70% giá thành thi công công trình
đất của các loại máy móc làm việc trên khô.
+ Chất lượng công trình cao, chặt, ít lún, hạt đất có thể phân phối theo yêu
cầu mặt cắt công trình.
- Nhược điểm :
+ Không thi công được đất đá có độ dính cao hay có lẫn nhiều tảng đá lớn
+ Khi thi công tiêu hao lượng nước khá lớn thường 2,2m3 /1m3 đất.
+ Năng lượng tiêu hao điện lớn 3,5 - 5KW/1m3 đất.
Mặc dù có nhiều hạn chế nhưng là một phương pháp thi công tiên tiến có
hiệu quả kinh tế cao nên được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng công trình thủy lợi.
1.3.3 Các phương pháp vận chuyển đất
Trong thi công các công trình thủy lợi việc vật chuyển vật liệu xây dựng là
công tác trọng yếu trong đó việc vận chuyển đất thường chiếm tỷ lệ lớn phí tổn
thường chiếm 40 - 90% tổng phí tổn các công trình đất. Công tác vận chuyển là 1
khâu trong dây chuyền thi công đào, đắp đất và còn là khâu chủ yếu quyết định đến
tiến độ thi công và giá thành công trình. Việc chọn phương án vận chuyển hợp lý
dùng biện pháp kỹ thuật và tổ chức vận chuyển có ý nghĩa cực kỳ quan trọng. Đặc
điểm của công tác vận chuyển đất ở hiện trường thi công là:

+ Vận chuyển 1 chiều.
+ Cự ly vận chuyển ngắn.
+ Thời gian khối lượng vận chuyển phải thỏa mãn yêu cầu của kế hoạch thi
công. Vì vậy công tác vận chuyển mang tính chất không cân đối. Như công tác đào
vận chuyển căn cứ vào phương pháp chia thành các loại vận chuyển sau:
- Vận chuyển bằng thủ công: Chủ yếu dùng sức người với những công cụ vận
chuyển thô sơ.
- Vận chuyển bằng đường ray:
Ưu điểm:
+ Có khả năng vận chuyển lớn, hao phí về nhiên liệu và động lực ít

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

+ Giá thành vận chuyển rẻ.
+ Ít chịu ảnh hưởng của khí hậu và thời tiết.
Nhược điểm:
+ Khối lượng công tác làm đường lớn.
+ Kỹ thuật làm đường phức tạp, độ dốc, bán kính cong yêu cầu cao.
+Tốn nhiều gỗ, sắt thép
+ Ít linh hoạt và cơ động do địa hình hạn chế
- Vận chuyển bằng ôtô:
Ưu điểm:
+ Yêu cầu về đường sá không cao, độ dốc đường cho phép lớn, bán kính

cong nhỏ
+ Phạm vi ứng dụng tương đối lớn thích hợp với địa hình phức tạp, diện công
tác hẹp, có tính cơ động lớn.
Nhược điểm:
+ Khi dùng phối hợp với máy xúc, hệ số phối hợp xe máy thấp hơn khi máy
xúc phối hợp với đường ray.
Các yêu cầu về đường ôtô:
+ idọc = 0,08 - 0,1; imặt đường = 0,03 - 0,05
+ Bán kính cong của đường nên > 20m , D > 300m
Mặt đường rộng hay hẹp tùy thuộc cấp của đường bộ, số lần xe chạy, tốc độ
xe chạy, thiết kế thường 3 - 6m. Dọc 2 bên đường phải có rãnh thoát nước để tránh
tình trạng đường bị lầy lội khi mưa xe không chạy được.
- Vận chuyển bằng máy kéo, rơ móc.
- Vận chuyển bằng băng chuyền.
- Vận chuyển được ổn định, đều đặn, liên tục, không gây tiếng động lớn.
- Có thể vận chuyển với tốc độ cao 20 - 240m/ph, năng suất cao 20 - 2.000 t/ng.
- Có thể thay đổi phương hướng vận chuyển bất kỳ góc độ nào. Trên đường
vận chuyển có thể tháo được vật liệu ở bất kỳ nơi nào.
- Trong lúc sử dụng ít tốn nhân lực sửa chữa, bảo dưỡng đơn giản.
- Cự ly vận chuyển lớn thay đổi từ 100 ÷ 5.000m, khả năng lên dốc lớn, độ dốc 20 -

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

30%.
* Nhược điểm:
- Băng chuyền dễ bị nứt nẻ đặc biệt về mùa đông, dễ bị mòn.
- Ít cơ động và linh hoạt nếu 1 đoạn băng chuyền trên hệ thống vận chuyển bị hư
hỏng thì ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.
- Cần thiết phải có động cơ điện.
Do băng chuyền có đặc điểm trên nó thích hợp điều kiện địa hình phức tạp
nhấp nhô, diện công hẹp và vận chuyển lên cao
- Dùng phương pháp thủy lực
- Vận chuyển bằng thuyền bè.
- Vận chuyển bằng phương pháp nổ mìn định hướng.
Mỗi loại công cụ vận chuyển đều có phương vị sử dụng nhất định do đó khi thi
công phải xét kỹ các nhân tố ảnh hưởng và so sánh kinh tế kỹ thuật xác định phương
án vận chuyển tốt nhất.
1.3.4.Đắp đất
Từ điều kiện địa hình, địa chất, khí tượng thuỷ văn so sánh điều kiện kinh tế kỹ
thuật khi đắp đất chọn 1 trong 3 phương pháp sau:
- Đắp đất bằng phương pháp đần nén sử dụng ngoại lực nén đất chặt lại
- Đắp đất trong nước, thi công bằng phương pháp này không yêu cầu phải san và
đần chặt đất, có thể tiến hành ngay trong mùa mưa.
- Đắp đất bồi đắp sử dụng cơ giới thuỷ lực để đắp
a. Đắp đất bằng phương pháp đần nén
Căn cứ vào tác dụng ngoại lực đối với đất chia làm 3 loại: đầm lăn ép, đầm
nệm, đầm chấn động.
- Đầm lăn ép: Lực tác dụng không thay đổi trong suốt quá trình đầm nén đất
- Đầm nệm: Lực tác dụng là lực xung kích nó biến đổi theo thời gian.
- Đầm chấn động: Lực tác động thay đổi theo chu kỳ
* Đầm lăn ép
Bao gồm 3 loại: Đầm lăn phẳng, đầm chân lê, đầm bánh hơi. Trong quá trình thi
công các công trình thủy lợi thường sử dụng đầm chân lê, bánh hơi ít sử dụng đầm lăn

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

phẳng.
* Đầm lăn phẳng:
- Cấu tạo bao gồm: thùng lăn, trục lăn, khung đầm, dao gạt đất v. v . . .
- Vật liệu làm thùng lăn thường làm bằng đá, bê tông, bê tông cốt thép, thép
được mắc vào trục lăn .
- Quá trình công tác: Khi đầm làm việc áp lực đơn vị của đầm lăn tác dụng
vào khối đất không đều theo mỗi lớp từ trên xuống. Mặt trên đầm rất chặt thành vỏ
cứng nhẵn, ở dưới lại không chặt. Sơ đồ phân bố γk theo chiều sâu của lớp đất sau khi
dùng đầm lăn phẳng.
- Phạm vi ứng dụng: Thường dùng để đầm các công trình tạm không quan
trọng như đê quây v.v…
- Nhược điểm: Đầm lăn phẳng khi sử dụng đầm nén còn sinh ra áp suất cắt
làm cho đất chặt nhưng bị nứt nẻ.
*Đầm lăn chân dê (đầm lăn có vấu): Cấu tạo đầm lăn chân dê bao gồm các bộ
phận sau:
- Quả lăn và những chân dê lắp thành hàng so le trên mặt
- Đặc điểm của đầm chân dê là: áp lực đơn vị rất lớn, thời gian tận dụng của
lực nén lên mỗi lớp đất được lâu nên nén chặt tương đối đều đặn theo chiều sâu mỗi
lớp hình vẽ, bề mặt lớp đất thường không gây hiện tượng mặt nhẵn thuận lợi kết hợp
lớp trên và dưới ứng dụng nhiều (hầu như công trình thủy lợi loại vừa và lớn đều có).

- Trong thi công để lợi dụng công suất của máy kéo và nâng cao hiệu quả đầm
nén có thể mắc nhiều đầm chân dê loại nhẹ để đầm.
* Đầm bánh hơi:
- Nguyên lý làm việc: Quá trình đầm nén đầm bánh hơi giống như 1 vật thể đàn
hồi thích hợp với sự biến dạng của đất trong quá trình đầm nén. Lúc đất còn rời rạc
bánh hơi biến dạng ít do đó mặt tiếp xúc nhỏ, áp lực đơn vị lớn làm cho đất bị biến
dạng nhiều về sau đất dần dần bị nén chặt sự biến dạng của bánh hơi cũng tăng lên →
nên mặt tiếp xúc bánh hơi lớn, áp lực khí.
* Đầm nệm
Có 2 loại: đầm thủ công và đầm máy là đầm nổ đốt trong và đầm búa. Sơ đồ

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

113

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

cấu tạo đầm nổ đốt trong như hình vẽ ?(đầm gang, đầm chày l = 2m, đường kính 8 10cm gỗ, đầm cối).
Nguyên lý công tác: khi ấn buzi điện 3 hỗn hợp nhiên liệu và khí cháy nổ
trong xi lanh (1) làm cho pít tông đập xuống. Khi đó toàn bộ đầm (trừ xi lanh 1) nhảy
lên 30 - 50cm rồi rơi xuống để đầm chặt đất và làm cho đầm dịch chuyển 12 - 15cm.
b. Đắp đất trong nước
- Ưu điểm
+ Không cần công cụ san đầm, do vậy giảm được phí tổn san đầm, tăng nhanh
tốc độ thi công.
+ Diện công tác lớn, có thể tập trung sức người và máy móc để tăng nhanh tốc
độ thi công.

+ Thời gian thi công ít ảnh hưởng của khí hậu, thời tiết trừ những ngày mưa
lớn, còn đều có thể thi công được.
+ Thân đập có tính dẻo lớn, thích hợp với biến dạng vì lún của thân và nền đập.
Đối với nền có tính ép co lớn thì phương pháp này càng thích hợp.
+ Khống chế chất lượng dễ dàng, thi công không phức tạp, dễ nắm được kỹ
thuật thi công.
- Nhược điểm
Đập đất đắp theo phương pháp này khác với phương pháp đầm nén là dung
trọng khô thời kỳ đầu thấp, lượng ngậm nước lớn nên nếu thi công nhanh dễ sinh ra
hiện tượng trượt mái. Để mái đập ổn định, cần làm mái thoải (m=8 ÷12), dẫn đến khối
lượng đắp lớn (gấp 2 ÷ 3 lần đắp bằng đần nén). Việc bố trí thi công trên mặt đập
tương đối phức tạp, thường xuyên thay đổi hướng đắp và tưới nước. Trong quá trình
thi công phải đảm bảo đủ nguồn nước tưới và các thiết bị bơm nước, tháo nước.
c. Công tác bồi đắp
- Ưu điểm
+ Không phụ thuộc vào thời tiết, khí hậu; cơ giới hoá cao.
+ Giá thành vận chuyển rẻ nhất, thiết bị vận chuyển chỉ bằng ống thép hoặc
bằng máng tự chảy, độ dài vận chuyển đến vài chục km.
+ Chất lượng cao, khối đất đắp chặt, ít lún, hạt đất có thể phân phối theo yêu

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

113

cầu mặt cắt đập

- Nhược điểm
+ Không thi công được loại đất có độ dính cao hoặc có lẫn nhiều đá tảng lớn.
+ Lượn nước tiêu hao khá nhiều nên hiện trường thi công phải ở gần nguồn
nước.
+ Năng lượng điện tiêu hao tương đối lớn.
+ Gây ô nhiêm nguồn nước.
1.4 Các sự cố đập đất
1.4.1. Sự cố đập đất
Là những công trình có các hạng mục không quan trọng bị hư hỏng nặng, hoặc
những hạng mục quan trọng bị hư hỏng lớn, có ảnh hưởng nghiêm trọng đến chế độ
làm việc của công trình, có nguy cơ xảy ra mất an toàn.
- Theo thống kê năm 1992 của Bộ Thuỷ lợi [8] tình hình chung về chất lượng
hồ chứa được trình bày trong bảng 1.1 và 1.2.
- Từ số liệu ở bảng 1.1 có 39,1% hồ chứa làm việc bình thường nghĩa là không có
sự cố; 38,7% có sự cố nhỏ và 22,2% có sự cố lớn. Nếu xét theo quy mô hồ thì hồ lớn
bị sự cố lớn là 13%; hồ vừa bị sự cố lớn là 14,3%; hồ nhỏ là 26,1%; hồ rất nhỏ là
23,7%; nghĩa là tỷ lệ sự cố lớn ở hồ nhỏ và rất nhỏ nhiều gấp 2 lần so với hồ lớn và hồ
vừa.
Bảng 1.3: Phân loại sự cố theo số lượng hồ chứa nước
Số TT

1

2

3

Mức độ sự cố

Bình thường

Sự cố nhỏ
Sự cố lớn

Theo quy mô hồ chứa (cái / %)
Tổng số

Lớn

Vừa

Nhỏ

Cực nhỏ

174

20

16

39

108

39,1

4,5

3,6

8,8

24,3

172

20

32

32

91

38,7

4,5

7,2

7,2

20,4

99

6

6

25

62

22,2

1,3

1,3

5,6

13,9

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung


Học viên : Trần Văn Hiển

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

113

Bảng 1.4: Phân loại sự cố theo quy mô hồ chứa
Số TT

1

2

3

4

Mức độ sự cố

Bình thường
Sự cố nhỏ
Sự cố lớn
Cộng

Số lượng theo quy mô hồ chứa (cái / %)
Lớn

Vừa

Nhỏ

Rất nhỏ

20

16

39

108

43,5

38,1

40,6

41,4

20

20

32

91

43,5

47,6

33,3

34,9

6

6

25

62

13,0

14,3

26,1

23,7

46

42

96

261

100

100

100

100

1.4.2. Những sự cố thường gặp và nguyên nhân gây ra sự cố.
a. Lũ tràn qua đỉnh đập
+Tính toán thuỷ 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 kê, không có tràn xả lũ dự phòng.

.

+ Đỉnh đập thấp hơn cao trình thiết kế.
b. Sạt mái đập thượng lưu
+ Tính sai cấp bão.
+ Biện pháp thiết kế gia cố mái không đủ sức chịu đựng sóng do bão gây ra.
+ Thi công lớp gia cố kém chất lượng: Kích thước đá lát hoặc tấm bê tông nhỏ
hơn thiết kế; chất lượng đá hoặc bê tông kém; đá đặt nằm, không chèn chặt các hòn đá.
+ Đất mái đập thượng lưu đầm nện không chặt hoặc không xén mái.
c. Thấm mạnh hoặc sủi nước ở nền đập
+ Đánh giá sai tình hình địa chất nền, để sót lớp thấm mạnh không được xử lý.

Nghiên cứu giải pháp & công nghệ xây dựng đập đất trong ĐK độ ẩm cao Miền Trung