Nghiên cứu xử lý vật liệu bồi tích trẻ để nâng cấp, xây dựng đập đất vùng Tây Nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

MAI THỊ HỒNG

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ VẬT LIỆU BỒI TÍCH TRẺ
ĐỂ NÂNG CẤP, XÂY DỰNG ĐẬP ĐẤT VÙNG TÂY NGUYÊN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

MAI THỊ HỒNG

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ VẬT LIỆU BỒI TÍCH TRẺ
ĐỂ NÂNG CẤP, XÂY DỰNG ĐẬP ĐẤT VÙNG TÂY NGUYÊN

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy
Mã số: 958 02 02

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS. Nguyễn Trọng Tư

HÀ NỘI, NĂM 2019

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả
nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một
nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã
được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tác giả luận án

Mai Thị Hồng

i


LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian thực hiện luận án, với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình
của các nhà khoa học, thầy cô giáo, gia đình và các đồng nghiệp, luận án tiến sĩ: “Nghiên
cứu xử lý vật liệu bồi tích trẻ để nâng cấp, xây dựng đập đất vùng Tây Nguyên” đã
hoàn thành.
Tác giả xin đặc biệt cảm ơn sâu sắc sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của PGS.TS. Nguyễn
Trọng Tư, các nhà khoa học, thầy cô giáo trong và ngoài trường đã hướng dẫn, góp ý
cho tác giả trong quá trình học tập và hoàn thành luận án.
Tác giả xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu, Phòng đào tạo Đại học và Sau
đại học, Khoa Công trình, Bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng, Trường Đại học
Thuỷ Lợi; Phòng thí nghiệm Địa kỹ thuật trường Đại học Thủy lợi và trường Đại học
Hồng Đức đã giúp đỡ tạo điều kiện tốt nhất cho tác giả trong thời gian thực hiện luận
án.
Tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, các đồng nghiệp và bạn bè luôn bên cạnh khích
lệ, nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình học tập và thực
hiện luận án.

ii


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH................................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................ix
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................xi
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài...........................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...........................................................................2
4. Nội dung nghiên cứu ...............................................................................................2
5. Phương pháp nghiên cứu .........................................................................................3
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .................................................................................3
7. Cấu trúc của luận án ................................................................................................3
TỔNG QUAN VỀ ĐẬP SỬ DỤNG VẬT LIỆU TẠI CHỖ VÀ ĐẬP
ĐẤT Ở TÂY NGUYÊN ..................................................................................................5
1.1

Đập đất và những yêu cầu khi thiết kế, thi công................................................5

1.1.1

Tổng quan về đập đất ..................................................................................5

1.1.2 Tổng quan về những yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế và thi công đập đất đầm
nén…… ...................................................................................................................9
1.2

Phân tích những nguyên nhân gây ra sự cố ở đập vật liệu tại chỗ ...................13

1.2.1

Nguyên nhân do giai đoạn lập dự án đầu tư..............................................14

1.2.2

Nguyên nhân do khảo sát, đánh giá tài liệu ..............................................14

1.2.3

Nguyên nhân do thiết kế ...........................................................................16

1.2.4

Nguyên nhân do thi công ..........................................................................17

1.2.5

Nguyên nhân do quản lý khai thác vận hành ............................................17

1.2.6

Một số ví dụ về sự cố đập đất ở Việt Nam do vật liệu đắp .......................17

1.3 Đặc điểm hồ chứa và nhu cầu dùng nước trong những năm tới ở Tây Nguyên
…….. .........................................................................................................................19
1.3.1

Đặc điểm hồ chứa và đập đất ở Tây Nguyên ............................................19

1.3.2

Nhu cầu dùng nước trong tương lai ..........................................................20

1.4

Những nghiên cứu về đập vật liệu tại chỗ .......................................................21

1.4.1

Nghiên cứu đập vật liệu tại chỗ trên Thế giới ...........................................21

1.4.2

Nghiên cứu trong nước..............................................................................23
iii


1.5 Những nghiên cứu về sử dụng xi măng và vôi để gia cố đất trên Thế giới và
Việt Nam....................................................................................................................27
1.5.1

Nghiên cứu sử dụng xi măng và vôi để gia cố đất trên Thế giới ..............27

1.5.2

Nghiên cứu sử dụng xi măng và vôi để gia cố đất ở Việt Nam ................29

1.6

Những nội dung đặt ra cho nghiên cứu ............................................................30

1.7

Kết luận chương 1 ............................................................................................31

CƠ SỞ KHOA HỌC CẢI THIỆN VẬT LIỆU BỒI TÍCH TRẺ ĐÁP
ỨNG YÊU CẦU NÂNG CẤP, XÂY DỰNG ĐẬP ĐẤT VÙNG TÂY NGUYÊN .....32
2.1

Vật liệu đắp đập ở khu vực Tây Nguyên .........................................................32

2.1.1

Đất Aluvi ...................................................................................................32

2.1.2

Sườn tàn tích và tàn tích trên các loại đá khác nhau .................................32

2.2

Bố trí vật liệu đất đắp trong thân đập...............................................................34

2.2.1

Nguyên tắc bố trí .......................................................................................34

2.2.2

Bố trí vật liệu trong thân đập.....................................................................35

2.3

Một số giải pháp kỹ thuật để cải tạo đất đắp đập .............................................36

2.3.1

Giải pháp thay đổi thành phần cỡ hạt........................................................36

2.3.2

Giải pháp cải tạo đất bằng chất kết dính ...................................................38

2.3.3

Giải pháp cải tạo đất bằng phương pháp trộn Bitum ................................39

2.4 Cơ sở khoa học lựa chọn chất kết dính để cải tạo đất có tính thấm lớn và tốc độ
tan rã mạnh ................................................................................................................40
2.4.1

Tính thấm của đất ......................................................................................40

2.4.2

Tốc độ tan rã của đất .................................................................................40

2.4.3

Thành phần khoáng vật của đất .................................................................41

2.4.4

Quá trình hóa lý xảy ra khi trộn ximăng vào đất ......................................45

2.4.5

Quá trình hóa lý xảy ra khi trộn vôi ..........................................................47

2.4.6 Cơ sở khoa học lựa chọn chất kết dính vô cơ để cải tạo đất có tính thấm và
tốc độ tan rã mạnh .................................................................................................48
2.5

Cơ sở khoa học lựa chọn hạt thô để tăng dung trọng khô của đất ...................49

2.6

Kết luận chương 2 ............................................................................................50

NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN MỘT SỐ CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA VẬT
LIỆU BỒI TÍCH TRẺ ĐỂ NÂNG CẤP ĐẬP ĐẤT Ở TÂY NGUYÊN ......................51
3.1

Đặt vấn đề ........................................................................................................51

iv

3.2 Lựa chọn mẫu đất và phương pháp nghiên cứu mẫu đất trong khu vực Tây
Nguyên.......................................................................................................................51
3.2.1

Lựa chọn mẫu đất nghiên cứu ...................................................................51

3.2.2

Phương pháp nghiên cứu...........................................................................52

3.2.3

Thời gian và khối lượng mẫu thí nghiệm ..................................................60

3.3 Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý và tính chất đặc biệt của mẫu vật liệu sử
dụng để nâng cấp đập ................................................................................................61
3.3.1

Thành phần hạt của đất .............................................................................61

3.3.2

Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu vật lý của đất ..........................................62

3.3.3

Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ học của đất.........................................62

3.3.4

Kết quả thí nghiệm các tính chất đặc biệt .................................................64

3.3.5

Tổng hợp nhận xét kết quả thí nghiệm......................................................64

3.4

Nghiên cứu giải pháp tăng khả năng chống thấm ............................................65

3.4.1

Chất kết dính vô cơ để cải tạo đất .............................................................65

3.4.2

Quy trình chế bị mẫu khi trộn XM và vôi .................................................66

3.4.3 Nghiên cứu lựa chọn hàm lượng chất kết dính để giảm tính thấm của đất
………. ..................................................................................................................67
3.4.4
3.5

Nghiên cứu các chỉ tiêu cơ lý của đất sau khi trộn 2% XM và 3% vôi ....69

Nghiên cứu giải pháp giảm tốc độ tan rã cho mẫu đất MB .............................70

3.5.1

Quy trình chế bị mẫu thí nghiệm khi trộn chất kết dính xi măng .............71

3.5.2

Nghiên cứu lựa chọn hàm lượng ximăng để tăng thời gian tan rã của đất71

3.5.3 Nghiên cứu các chỉ tiêu cơ học của hỗn hợp đất khi trộn 5% hàm lượng xi
măng … .................................................................................................................73
3.6

Nghiên cứu giải pháp để nâng cao dung trọng khô của đất .............................74

3.6.1

Quy trình chế bị mẫu khi trộn dăm sạn .....................................................75

3.6.2 Ảnh hưởng của hàm lượng dăm sạn lên dung trọng khô lớn nhất và độ ẩm
tốt nhất của đất.......................................................................................................76
3.6.3

Ảnh hưởng của hàm lượng dăm sạn lên khả năng kháng cắt của đất .......78

3.6.4 Ảnh hưởng của hàm lượng dăm sạn lên tính biến dạng và tính thấm của đất.
............. ..................................................................................................................80
3.6.5
3.7

Phân tích lựa chọn tỷ lệ dăm sạn hợp lý ...................................................82

Kết luận chương 3 ............................................................................................83

v


ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỂ NÂNG CẤP ĐẬP ĐẤT
BUÔN SA Ở TÂY NGUYÊN .......................................................................................84
4.1

Giới thiệu phần mềm tính toán ........................................................................84

4.1.1

Tính toán thấm qua thân đập .....................................................................86

4.1.2

Tính toán ổn định mái đập ........................................................................88

4.2

Lựa chọn công trình nghiên cứu ......................................................................89

4.2.1

Lựa chọn và giới thiệu công trình .............................................................89

4.2.2

Đánh giá hiện trạng đập và đề xuất giải pháp nâng cấp ............................90

4.3 Nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng khối đất đắp thượng lưu để nâng cấp
đập…. ........................................................................................................................95
4.3.1

Tính toán thấm qua thân đập .....................................................................95

4.3.2

Tính toán ổn định ......................................................................................99

4.4

Công nghệ xử lý đất gia cố và thi công đắp áp trúc mái thượng lưu đập ......105

4.4.1

Chuẩn bị máy móc, thiết bị và nhân lực..................................................105

4.4.2

Chuẩn bị nguyên vật liệu thi công...........................................................105

4.4.3 Quy trình trộn đất theo tỷ lệ hỗn hợp gia cố sử dụng phương pháp dây
chuyền 105
4.4.4
4.5

Công nghệ thi công đắp áp trúc mái thượng lưu đập ..............................106

Kết luận chương 4 ..........................................................................................108

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................109
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ............................................................111
1.

Bài báo khoa học ............................................................................................111

2.

Hội nghị khoa học ..........................................................................................111

3.

Đề tài khoa học ..............................................................................................111

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................112

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1

Đập đất Tả Trạch - Thừa Thiên Huế ............................................................7

Hình 1. 2 Quan hệ giữa dung trọng khô và độ ẩm của đất ..........................................12
Hình 1. 3 Mái thượng lưu đập đất hồ Am Chúa, Khánh Hòa sau sự cố......................19
Hình 1. 4 Tương quan giữa lực đầm nén, dung trọng khô và độ ẩm đất .....................22
Hình 2. 1 Bố trí vật liệu đất đắp trong thân đập ..........................................................36
Hình 2. 2 Đường cong thành phần hạt.........................................................................37

Hình 2. 3 Phân tố đơn vị của khoáng vật sét. a) Khối bốn mặt; b) Khối tám mặt ......42
Hình 2. 4 Phân tử nước bị phân cực trong điện trường ...............................................42
Hình 2. 5 Cấu trúc lớp lưới ..........................................................................................43
Hình 2. 6 Cấu tạo lớp khuếch tán đôi quanh hạt sét ....................................................48
Hình 3. 1 Các đặc trưng thành phần hạt ......................................................................54
Hình 3. 2 Các mẫu đất sau khi chế bị ..........................................................................56
Hình 3. 3 Máy cắt phẳng xác định lực dính C và góc ma sát trong  .........................56
Hình 3. 4 Thí nghiệm tính nén lún của đất ..................................................................57
Hình 3. 5 Thí nghiệm xác định các đặc trưng trương nở của đất ................................59
Hình 3. 6 Thí nghiệm xác định tính tan rã của đất ......................................................60
Hình 3. 7 Ảnh hưởng của hàm lượng XM và 2% lượng vôi với hệ số thấm ...............68
Hình 3. 8 Ảnh hưởng của hàm lượng vôi và 2% lượng xi măng với hệ số thấm ........69
Hình 3. 9 Ảnh hưởng của hàm lượng XM đến thời gian tan rã của đất ......................72
Hình 3. 10 Ảnh hưởng của hàm lượng dăm sạn lên dung trong khô lớn nhất ............76
Hình 3. 11 Ảnh hưởng của hàm lượng dăm sạn đến độ ẩm tốt nhất ...........................77
Hình 3. 12 Ảnh hưởng của hàm lượng dăm sạn lên góc ma sát trong của đất .............79
Hình 3. 13 Ảnh hưởng của hàm lượng dăm sạn lên lực dính đơn vị ..........................79
Hình 3. 14 Ảnh hưởng của hàm lượng dăm sạn lên môđun biến dạng .......................81
Hình 3. 15 Ảnh hưởng của hàm lượng dăm sạn lên hệ số thấm .................................82
Hình 4. 1 Sơ đồ các lớp đất của đập đất Buôn Sa .......................................................89
Hình 4. 2 Mái hạ lưu đập có nhiều vết nứt và các lỗ rỗng (Ảnh chụp ngày 13/8/2015)
.......................................................................................................................................90
Hình 4. 3 Kết quả tính thấm với đập hiện trạng TH1 ..................................................91

vii


Hình 4. 4

Kết quả tính thấm với đập hiện trạng TH2 .................................................92

Hình 4. 5

Kết quả tính thấm với đập hiện trạng TH3 .................................................92

Hình 4. 6 Kết quả tính ổn định đập hiện trạng TH1 ....................................................92
Hình 4. 7

Kết quả tính ổn định đập hiện trạng TH2 ...................................................92

Hình 4. 8 Sơ đồ đắp áp trúc mái TL để nâng cấp chống thấm cho đập ......................93
Hình 4. 9 Sơ đồ mặt cắt tính toán ................................................................................96
Hình 4. 10 Kết quả tính thấm với chiều rộng đỉnh đập B = 4.0m (TH1) ....................96
Hình 4. 11 Kết quả tính thấm với chiều rộng đỉnh đập B = 4.5m (TH1) ....................96
Hình 4. 12 Kết quả tính thấm với chiều rộng đỉnh đập B = 5.0m (TH1) ....................97
Hình 4. 13 Kết quả tính thấm với chiều rộng đỉnh đập B = 4.0m (TH2) ....................97
Hình 4. 14 Kết quả tính thấm với chiều rộng đỉnh đập B = 4.5m (TH2) ....................97
Hình 4. 15 Kết quả tính thấm với chiều rộng đỉnh đập B = 5.0m (TH2) ....................97
Hình 4. 16 Kết quả tính thấm với chiều rộng đỉnh đập B = 4.0m (TH3) ....................98
Hình 4. 17 Kết quả tính thấm với chiều rộng đỉnh đập B = 4.5m (TH3) ....................98
Hình 4. 18 Kết quả tính thấm với chiều rộng đỉnh đập B = 4.5m (TH3) ....................98
Hình 4. 19 Kết quả tính ổn định mái TL với chiều rộng đỉnh đập B = 4.0m (TH1) .100
Hình 4. 20

Kết quả tính ổn định mái HL với chiều rộng đỉnh đập B = 4.0m (TH1) 100

Hình 4. 21 Kết quả tính ổn định mái TL với chiều rộng đỉnh đập B = 4.5m (TH1) .101
Hình 4. 22 Kết quả tính ổn định mái HL với chiều rộng đỉnh đập B = 4.5m (TH1) 101
Hình 4. 23 Kết quả tính ổn định mái TL với chiều rộng đỉnh đập B = 5.0 m (TH1) 101
Hình 4. 24 Kết quả tính ổn định mái HL với chiều rộng đỉnh đập B = 5.0 m (TH1) 102

Hình 4. 25 Kết quả tính ổn định mái HL với chiều rộng đỉnh đập B = 4.0m (TH2) 102
Hình 4. 26 Kết quả tính ổn định mái HL với chiều rộng đỉnh đập B=4.5m (TH2) ..102
Hình 4. 27 Kết quả tính ổn định mái HL với chiều rộng đỉnh đập B=5.0m (TH2) ..103
Hình 4. 28 Kết quả tính ổn định mái HL với chiều rộng đỉnh đập B = 4.0m (TH3) 103
Hình 4. 29 Kết quả tính ổn định mái HL với chiều rộng đỉnh đập B = 4.5m (TH3) 103
Hình 4. 30 Kết quả tính ổn định mái HL với chiều rộng đỉnh đập B = 5.0m (TH3) 104

viii


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1 Số lượng đập vật liệu tại chỗ ở các nước trên thế giới (H≥15m) ...................6
Bảng 1. 2 Số lượng và phân loại hồ chứa thủy lợi theo dung tích, không kể hồ thủy
điện ..................................................................................................................................7
Bảng 1. 3 Giá trị độ ẩm tốt nhất và dung trọng khô lớn nhất ......................................12
Bảng 1. 4 Tỷ lệ hư hỏng đập đất vừa và nhỏ ở Tây Nguyên .......................................20
Bảng 1. 5 Đặc tính tan rã của đất có nguồn gốc khác nhau.........................................26
Bảng 1. 6 Tỷ lệ xi măng với các loại đất khác nhau ...................................................27
Bảng 3. 1 Phân loại đất trương nở theo tiêu chuẩn Nga (Snhip) CHИП 2-05-08-1985
.......................................................................................................................................59
Bảng 3. 2 Bảng thống kê thí nghiệm trong phòng .......................................................60
Bảng 3. 3 Thành phần hạt của đất thí nghiệm .............................................................61
Bảng 3. 4

Thí nghiệm các chỉ tiêu vật lý của đất .......................................................62

Bảng 3. 5

Các chỉ tiêu cơ học của đất tự nhiên ..........................................................63

Bảng 3. 6 Kết quả thí nghiệm tính co ngót, trương nở và độ tan rã ............................64
Bảng 3. 7

Các chỉ tiêu chất lượng của XM Vicem Hoàng Thạch PCB30 .................66

Bảng 3. 8 Kết quả thí nghiệm thấm theo hàm lượng XM và 2% vôi ..........................67
Bảng 3. 9 Kết quả thí nghiệm thấm theo hàm lượng vôi và 2% hàm lượng XM........68
Bảng 3. 10 Thí nghiệm kiểm chứng các chỉ tiêu cơ lý của đất sau khi trộn 2% XM và
3% vôi ............................................................................................................................70
Bảng 3. 11 Kết quả thí nghiệm xác định thời gian tan rã của đất ...............................71
Bảng 3. 12

Thí nghiệm kiểm chứng các chỉ tiêu cơ học của đất khi trộn 5% XM ....74

Bảng 3. 13 Quan hệ giữa tỉ lệ dăm sạn, độ ẩm tốt nhất và dung trọng khô lớn nhất ..76
Bảng 3. 14

Quan hệ giữa hàm lượng dăm sạn, góc ma sát trong và lực dính đơn vị .78

Bảng 3. 15 Quan hệ giữa tỷ lệ dăm sạn, môđun biến dạng và hệ số thấm ...................80
Bảng 4. 1 Các thông số cơ bản của đập đất hồ chứa Buôn Sa ....................................89
Bảng 4. 2

Các thông số của của vật liệu trong tính toán ............................................90

Bảng 4. 3 Các thông số đề xuất nâng cấp đập đất Buôn Sa ........................................94
Bảng 4. 4 Quy định trị số gradient cho phép trong thân đập .......................................94

ix

Bảng 4. 5 Hệ số thấm của vật liệu đắp đập và đất nền dùng trong mô hình tính thấm
.......................................................................................................................................95
Bảng 4. 6

Kết quả tính thấm tính với chiều rộng khối đắp áp trúc TL khác nhau ....99

Bảng 4. 7 Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu đắp đập và đất nền ......................................99
Bảng 4. 8

Kết quả tính toán hệ số ổn định mái đập ..................................................104

Bảng 4. 9 Sơ đồ thi công dây chuyền khu vực trộn đất .............................................106

x


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
CKD

Chất kết dính

CTTL

Công trình thủy lợi

Đ-XM

Đất và ximăng

ICOLD

Hội đập lớn thế giới

HL

Hạ lưu

MA

Mẫu đất tại bãi vật liệu A

MB

Mẫu đất tại bãi vật liệu B

MC

Mẫu đất tại bãi vật liệu C

MNDBT

Mực nước dâng bình thường

MNLTK

Mực nước lũ thiết kế

TH

Trường hợp

TL

Thượng lưu

TCXD

Tiêu chuẩn xây dựng

VLTC

Vật liệu tại chỗ

XM

Xi măng

xi


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Các tỉnh Tây Nguyên có mạng lưới sông suối khá dày, nhiều ghềnh thác, là nơi khởi
nguồn của 4 hệ thống sông chính gồm: hệ thống sông Pô Kô - Sê San ở Kon Tum đổ
vào sông Mê Kông; hệ thống sông Ba - Ayun ở Gia Lai đổ vào sông Đà Rằng chảy ra
biển Đông; hệ thống sông Sêrêpôk ở Đắk Lắk đổ vào sông Mê Kông và hệ thống sông
Đồng Nai ở Đắk Nông và Lâm Đồng chảy ra biển Đông.
Khu vực Tây Nguyên, tỷ lệ lượng nước yêu cầu nhỏ hơn nhiều so với lượng nước tiềm
năng, nhưng hiện tượng thiếu hụt nước phục vụ cho nông nghiệp và các ngành kinh tế

khác vẫn diễn ra gay gắt [1]. Như vậy vẫn có một lượng nước dư thừa rất lớn chưa được
sử dụng phục vụ cho phát triển đời sống xã hội và dân sinh kinh tế. Khu vực Tây Nguyên
có trên 1000 hồ thủy lợi lớn nhỏ, phần lớn sử dụng đập đất được xây dựng bằng phương
pháp đầm nén, trong đó có đa số các công trình được xây dựng từ những năm tám mươi,
chín mươi với điều kiện thi công và công nghệ xây dựng còn hạn chế, nên nhiều công
trình đã xuống cấp, không đảm bảo an toàn cho khai thác, sử dụng như sạt lở mái thượng
hạ lưu, thấm qua thân đập. Mặt khác, theo nhu cầu phát triển kinh tế xã hội ở Tây
Nguyên, theo dự báo [2] yêu cầu dùng nước cho nông nghiệp tăng từ 1112%; nước cho
công nghiệp tăng 1.71.8 lần, nước cho sinh hoạt tăng 1.92.0 lần so với hiện nay. Nhu
cầu dùng nước ngày càng tăng cao, nhưng điều kiện xây dựng các hồ chứa mới rất khó
khăn. Vì vậy yêu cầu nâng cấp, sửa chữa các công trình thủy lợi ở Tây Nguyên rất lớn,
đặc biệt các hồ chứa loại vừa và nhỏ được xây dựng bằng phương pháp đầm nén, nó
thường nằm rải rác phân tán, khối lượng vật liệu sử dụng cho việc nâng cấp hồ đập là
không lớn lắm. Ngoài ra, các vùng đất Tây Nguyên đã được quy hoạch thành các khu
trồng cây ăn quả, cây công nghiệp nên việc lấy đất để sửa chữa, nâng cấp đập là khó
khăn. Nên việc nghiên cứu sử dụng vật liệu tại chỗ tại vùng có công trình xây dựng để
nâng cấp, sửa chữa là cần thiết, mang lại giá trị kinh tế và kỹ thuật cao. Mặc dù đã có
nhiều công trình nghiên cứu việc sử dụng đất Tây Nguyên để đắp đập, nhưng chưa có
đề tài đi sâu nghiên cứu sử dụng hợp lý các loại vật liệu bồi tích trẻ ở các hồ đập, sông
suối để tận dụng sử dụng cho việc nâng cấp, sửa chữa đập.

1


Với những lý do trên, việc nghiên cứu các giải pháp cải tạo vật liệu tại chỗ để phục vụ
nâng cấp, xây dựng đập sẽ giúp tiết kiệm kinh phí xây dựng. Do vậy, tôi lựa chọn đề tài
của luận án: “Nghiên cứu xử lý vật liệu bồi tích trẻ để nâng cấp, xây dựng đập đất
vùng Tây Nguyên”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định hàm lượng dăm sạn hợp lý để tăng dung trọng khô của đất đáp ứng tiêu chuẩn

thiết kế nâng cấp đập đất;
- Xác định hàm lượng ximăng hợp lý để giảm tốc độ tan rã của đất đáp ứng tiêu chuẩn
thiết kế nâng cấp đập đất;
- Xác định hàm lượng ximăng và vôi hợp lý để giảm tính thấm của đất có chứa nhiều
dăm sạn đáp ứng tiêu chuẩn thiết kế nâng cấp đập đất.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng
- Các đập đất thủy lợi;
- Loại đất nghiên cứu: Đất bồi tích trẻ có dung trọng khô nhỏ, có tính thấm lớn và tốc
độ tan rã mạnh;
- Các hạt dăm sạn có đường kính nhỏ hơn hoặc bằng 10mm;
- Các chất kết dính là xi măng và vôi.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Khu vực nghiên cứu: Các tỉnh thuộc Tây Nguyên;
- Xi măng Vicem Hoàng Thạch PCB 30.
4. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu các tính chất cơ lý và tính chất đặc biệt của một số loại vật liệu tại chỗ ở
Tây Nguyên khi sử dụng để đắp đập;

2


- Đề xuất các giải pháp nhằm cải tạo vật liệu tại chỗ phù hợp với yêu cầu theo tiêu chuẩn
hiện hành để sử dụng cho việc nâng cấp, xây dựng đập đất vùng Tây Nguyên;
- Lựa chọn các tỷ lệ chất kết dịnh và dăm sạn pha trộn hợp lý nhằm khống chế các tính
chất đặc biệt của các loại đất đặc thù;
- Áp dụng kết quả nghiên cứu mới để nâng cấp đập vật liệu tại chỗ Buôn Sa.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Phân tích, thống kê, kế thừa có chọn lọc các tài
liệu, các công trình nghiên cứu có liên quan mật thiết với luận án, từ đó tìm ra những

vấn đề khoa học mà các nghiên cứu trước chưa được đề cập một cách đầy đủ;
- Phương pháp thực nghiệm: Chế tạo các mẫu đất với các tỷ lệ dăm sạn, xi măng và xi
măng kết hợp với vôi khác nhau, thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý và tính chất đặc
biệt, so sánh với các tiêu chuẩn hiện hành và đưa ra hàm lượng dăm sạn, xi măng và xi
măng kết hợp với vôi hợp lý để sử dụng cho việc nâng cấp, xây dựng đập đất vùng Tây
Nguyên;
- Phương pháp chuyên gia: Thông qua các hội thảo khoa học để lấy ý kiến đóng góp của
các chuyên gia về cách tiếp cận, nghiên cứu, các luận cứ khoa học và các giải pháp;
- Phương pháp nghiên cứu ứng dụng: Áp dụng kết quả nghiên cứu để cho công trình đập
đất sử dụng vật liệu tại chỗ để nâng cấp đập.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Ý nghĩa khoa học: Luận án đã bổ sung làm sâu sắc thêm các vấn đề khoa học của đất
Tây Nguyên để nghiên cứu nhằm xử lý vật liệu bồi tích trẻ để nâng cấp, xây dựng đập
vùng Tây Nguyên.
- Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của luận án là những cơ sở khoa học để nâng
cấp, xây dựng đập đất vùng Tây Nguyên.
7. Cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở đầu, phần kết luận và kiến nghị, luận án được trình bày trong 4 chương:
Chương 1: Tổng quan về đập sử dụng vật liệu tại chỗ và đập đất ở Tây Nguyên

3


Chương 2: Nghiên cứu cơ sở khoa học cải thiện vật liệu bồi tích trẻ để nâng cấp, xây
dựng đập đất vùng Tây Nguyên
Chương 3: Nghiên cứu cải thiện một số chỉ tiêu cơ lý của vật liệu bồi tích trẻ để nâng
cấp đập đất ở Tây Nguyên
Chương 4: Ứng dụng kết quả nghiên cứu để nâng cấp đập đất Buôn Sa ở Tây Nguyên

4

TỔNG QUAN VỀ ĐẬP SỬ DỤNG VẬT LIỆU TẠI CHỖ
VÀ ĐẬP ĐẤT Ở TÂY NGUYÊN
1.1 Đập đất và những yêu cầu khi thiết kế, thi công
1.1.1 Tổng quan về đập đất
Đập đất được xây dựng ở bằng các loại đất hiện có ở gần vùng xây dựng công trình, là
loại đập không cho phép nước tràn qua, có nhiệm vụ dâng nước và giữ nước trong các
hồ chứa.
Từ xa xưa đập đất đã được xây dựng, để trữ nước phục vụ cho dân sinh, trồng trọt. Ở Ai
Cập đập đất được xây dựng từ 4400 năm trước công nguyên, ở Trung Quốc 2280 năm
trước công nguyên [3]. Khi đó đập được xây dựng bằng các biện pháp thủ công, sử dụng
đất dính với khối lượng vật liệu lớn và thời gian thi công dài (1015 năm), chiều cao
đập không quá 15m [4]. Đập sử dụng đá để đắp có đập đá xây; đập đá đổ; đập đất đá
hỗn hợp; đập đá đổ bê tông bản mặt và đập đá đổ bê tông lõi giữa được xây dựng muộn
hơn vào giữa cuối thế kỷ XIX.
Đến nửa cuối thế kỷ XIX ở nhiều nước phát triển như Anh, Pháp, Mỹ đã bắt đầu xây
dựng các công trình thủy lợi lớn và có nhiều phương pháp tính toán khác nhau về ổn
định, thấm,.. để áp dụng cho việc xây dựng đập. Mỹ là nước đầu tiên sử dụng phương
pháp thi công cơ giới thủy lực để xây dựng đập đất.
Đập đất được xây dựng nhiều nhất vào những năm 19201930, nhờ sự phát triển của
nhiều ngành khoa học như cơ học đất, lý thuyết thấm, địa chất thủy văn, địa chất công
trình và việc ứng dụng các phương tiện thi công cơ giới hóa, nên đã bắt đầu xây dựng
được các đập khá cao và khối lượng lớn, sử dụng nhiều loại vật liệu như sỏi, cát, đá
dăm.
Ngày nay, có rất nhiều đập cao là đập đất, đất đá hỗn hợp như: Đập Anderson Ranch
(Mỹ) xây năm 1950 cao 139m, Đập Orovin (Mỹ) cao 221m; Đập Xerơ Pongxong (Pháp)
xây năm 1961 cao 122m; Đập Bariri (Brazin) xây năm 1967 cao 112m... [4].

5

Hội đập lớn Nhật Bản (JCOLD) thống kê từ năm 400 đến 2009, đập có chiều cao từ
1530m có khoảng 2300 đập; đập cao trên 30m từ năm 700 đến 2009 có khoảng 1120
đập chủ yếu là đập đất hoặc đập đất đá hỗn hợp. Do Nhật Bản là quốc gia có động đất
thường xuyên diễn ra, đập đất đá chịu động đất tốt, nên loại đập này được ứng dụng phổ
biến.
Theo Hội đập lớn thế giới (ICOLD) một tổ chức phi chính phủ, là cơ quan đại diện cho
hơn 80 nước xây dựng đập, ICOLD có nhiệm vụ trao đổi ý kiến và kinh nghiệm giữa
các nước trong việc thiết kế, xây dựng và vận hành, bao gồm cả điều kiện môi trường.
Hội đập lớn của nhiều nước đã công bố trên các website của mình danh mục đập và hồ
chứa. Theo thống kê của ICOLD trên Thế giới có 58.519 đập, trong đó đập vật liệu tại
chỗ chiếm 76%, trong đó 63% là đập đất [5]. Số lượng đập vật liệu tại chỗ ở các nước
trên Thế giới được thống kê trên Bảng 1. 1 theo [5], trong đó Trung Quốc là quốc gia có
số lượng đập nhiều nhất trên Thế giới.
Bảng 1. 1 Số lượng đập vật liệu tại chỗ ở các nước trên thế giới (H≥15m)
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

14
15
16

Tên nước
Trung Quốc
Mỹ
Ấn Độ
Nhật
Tây Ban Nha
Canada
Hàn Quốc
Thổ Nhĩ Kỳ
Brazin
Pháp
Nam Phi
Mexico
Italia
Vương Quốc Anh
Oxtrayliahư
Việt Nam

Số lượng
22000
6575
4291
2675
1196
793
765

625
594
569
539
537
524
517
486
460

TT
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

Tên nước
Na Uy
CHLB Đức

Al-ba-ni
Ru-ma-ni
Zim-ba-buê
Thái Lan
Thụy Điển
Bulgari
Thụy Sĩ
Áo
Cộng hòa Séc
Algerie
Bồ Đào Nha
Indonesia
Nga

Số lượng
335
311
306
246
213
204
190
180
156
149
118
107
103
96
91

Ở Việt Nam, đập đất là loại công trình dâng nước và được dùng phổ biến nhất khi xây
dựng hồ chứa nước. Những hồ chứa đã xây dựng ở nước ta chủ yếu sử dụng bằng đập

6


vật liệu tại chỗ (VLTC), trong đó đập đất chiếm đại đa số [6]. Trước năm 1945, việc xây
dựng hồ chứa diễn ra chậm, khi đó nước ta mới chỉ xây dựng được 12 hệ thống thủy lợi
như: Đô Lương, Bái Thượng, Thác Huống, Liễn Sơn, Liên Mạc,… Nhưng từ sau năm
1945, đặc biệt từ khi đất nước thống nhất thì việc xây dựng hồ chứa phát triển mạnh về
số lượng và quy mô công trình, từ năm 1976 đến nay số hồ chứa xây dựng mới chiếm
67% [7]. Hiện nay, có nhiều hồ lớn, đập cao được xây dựng ở những nơi có điều kiện
tự nhiên phức tạp. Theo thống kê của Tổng cục thủy lợi, cả nước hiện có 6886 hồ chứa,
trong đó có 6.648 hồ chứa thủy lợi chiếm 96.5% và 238 hồ chứa thủy điện chiếm 3.5%
với tổng dung tích khoảng 63 tỷ m3 nước, được thể hiện trong Bảng 1. 2 [8]. Các hồ
chứa vừa và nhỏ chiếm tỷ lệ lớn, các hồ này nằm rải rác khắp nơi tạo nên thế mạnh nhất
định, như vốn đầu tư ít, thời gian thi công nhanh, sớm đi vào hoạt động, phục vụ đắc lực
cho phát triển nông nghiệp nông thôn và phù hợp với nền sản xuất nông nghiệp chiếm
tỷ trọng lớn ở nước ta. Các hồ chứa lớn tuy ít về số lượng, nhưng lại có vai trò quyết
định đến sự phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa, phát điện,…Tổng số hồ chứa nước,
các tỉnh từ Nghệ An trở ra đến các tỉnh miền núi phía Bắc là 4224 hồ chiếm 64% số hồ
cả nước. Các tỉnh có nhiều hồ chứa là: Nghệ An 629 hồ, Thanh Hóa 610 hồ, Hòa Bình
513 hồ, Bắc Giang 422 hồ, Tuyên Quang 346 hồ. Chủ yếu đập ở các hồ này là đập đất
hoặc đập đất đá hỗn hợp.
Bảng 1. 2 Số lượng và phân loại hồ chứa thủy lợi theo dung tích, không kể hồ thủy
điện
Dung tích hồ (triệu m3)
Số lượng hồ

Hình 1. 1

 10
124

3-10
578

1-3
363

0,2-1
2335

≤ 0,2
3248

Đập đất Tả Trạch - Thừa Thiên Huế
7

Tổng
6648


Đập vật liệu tại chỗ (VLTC) là loại đập sử dụng những nguồn vật liệu có sẵn gần khu
vực xây dựng công trình như đập đất, đập đá đổ, đập bằng vật liệu bồi lắng và đập đất
đá hỗn hợp.
Với mỗi loại đập có cách phân loại khác nhau, việc phân loại đập là cơ sở để để xem xét
những điểm khác nhau chủ yếu trong thiết kế, thi công và quản lý [9]. Phân loại đập và
hồ chứa được tuân thủ theo Nghị định của Chính phủ về quản lý an toàn đập và hồ chứa

nước [10].
Đập VLTC được sử dụng rộng rãi vì có những lợi thế sau:
- Yêu cầu chất lượng của nền đối với đập không cao so với các loại đập khác, do vậy
đập có thể xây dựng trên hầu hết các loại địa chất nền và điều kiện khí hậu, kể cả những
vùng có động đất;
- Với những kết quả nghiên cứu trong các lĩnh vực Cơ học đất; Vật liệu xây dựng; Kỹ
thuật chống thấm;…vì vậy có thể sử dụng được tất cả các loại đất để đắp đập;
- Khi thi công có khả năng cơ giới hóa cao, rút ngắn thời gian thi công, hạ giá thành
công trình;
- Tổ chức công trường xây dựng và giám sát kỹ thuật không phức tạp;
- Đập có cấu tạo đơn giản, dễ quản lý, dễ tôn cao, đắp dày khi sửa chữa, nâng cấp.
Đập VLTC là công trình chắn nước, trong quá trình làm việc thường có những đặc tính
sau: Chịu tác động trực tiếp của sóng, gió, dòng nước và các ngoại lực phức tạp nên yêu
cầu đảm bảo về chịu lực như ổn định về thân, nền đập, ổn định chống trượt của mái
thượng, hạ lưu đập trong mọi điều kiện làm việc của đập và đảm bảo yêu cầu chống
thấm theo tiêu chuẩn thiết kế của nền đập, thân đập, thấm qua vai đập,…
Bên cạnh những ưu điểm, đập VLTC còn tồn tại những nhược điểm như:
- Do đập thường là khối lớn nên diện tích chiếm đất vĩnh viễn và chiếm đất tạm thời lớn,
ảnh hưởng đến môi trường sinh thái và môi trường xã hội;

8


- Đập không cho nước tràn qua nên phải xây dựng những công trình xả nước riêng, trong
trường hợp nền đá tốt có thể không kinh tế;
- Dưới áp lực của nước và trọng lượng bản thân đập có thể gây ra hiện tượng lún, nứt
hoặc phá hoại các thiết bị chống thấm, có thể gây ra sự cố đập.
Với những tồn tại nêu trên, nên đập VLTC sau một thời gian dài sử dụng có rất nhiều
đập xuống cấp, cần phải nâng cấp và sửa chữa đập đất để đảm bảo khả năng trữ nước và
đảm bảo an toàn đập.

1.1.2 Tổng quan về những yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế và thi công đập đất đầm nén
1.1.2.1 Yêu cầu về thiết kế
Khi thiết kế đập đất phải đảm bảo các yêu cầu theo Tiêu chuẩn thiết kế về đập đất đầm
nén [11], cụ thể: Đập và nền đập phải ổn định trong thời gian thi công và khai thác;
Thấm qua nền và thân đập không gây mất nước quá lớn từ hồ chứa, không gây xói ngầm;
Không cho phép nước tràn qua; Có các thiết bị bảo vệ đập khỏi bị tác hại của sóng, gió,
mưa, nắng ....; Lựa chọn loại đập đất, cấu tạo các bộ phận, thời gian và phương pháp thi
công hợp lý, sử dụng và quản lý thuận lợi, giá thành rẻ.
1.1.2.2 Yêu cầu về kỹ thuật thi công
- Khi đắp đập phải đắp đất đều trên phạm vi đập từ thấp đến cao. Trong trường hợp cần
thiết, được sự đồng ý của thiết kế cho phép đắp dật cấp phải chú ý xử lý tốt chỗ tiếp
giáp;
- Khi sử dụng nhiều loại đất khác nhau để đắp đập, cần phải tuân thủ theo thiết kế về vị
trí đắp của từng loại đất trong thân đập, với vật liệu ít thấm nước phải được đắp ở vị trí
trung tâm khối đập, còn với vật liệu thấm nước lớn hơn được đắp ở vị trí ở hạ lưu đập;
- Mỗi lớp đắp phải đạt dung trọng khô thiết kế và hệ số đầm chặt K. Để đầm nén đạt
dung trọng khô thiết kế, cần phải thực hiện đúng các quy định về: độ ẩm của đất; chiều
dày lớp đất rải; số lần đầm. Các thông số này được lựa chọn từ kết quả thí nghiệm đầm
nén hiện trường;

9


- Khi thay đổi máy đầm cần phải kiểm tra lại chiều dày lớp đất rải và số lần đầm. Chiều
dày lớp rải đất trước khi đầm thường chọn trong phạm vi 0.250.5 m, nếu chiều dày lớp
dải là 0.25m và số lần đầm là 12 lượt mà không đạt dung trọng khô thiết kế thì phải thay
đổi máy đầm, không nên tăng số lần đầm, hiệu quả sẽ kém và thời gian đầm sẽ kéo dài
làm cho đất sẽ bị khô. Cần phải chọn chiều dày lớp rải và thiết bị đầm sao cho các lớp
đầm được đồng đều;
- Thực hiện công tác rải, san, đầm cần tiến hành theo trục đập. Khi phân đoạn để đầm,

yêu cầu vết đầm ở đoạn tiếp giáp giữa hai đoạn kề nhau phải chồng lên nhau từ
50100cm, còn vết đầm ở rải đất tiếp giáp song song, cần phải đầm chồng lên nhau từ
2550cm;
- Khi đắp xung quanh vị trí các công trình trong thân đập như tháp cống, cống,.. làm
bằng bê tông hoặc đá xây,… phải đầm bằng tay và các thiết bị đầm phải nhỏ, không
được đầm bằng cơ giới để đảm bảo đất tiếp xúc chặt với công trình, tránh ảnh hưởng
của lực xung kích làm hư hỏng các công trình trong thân đập. Khi đầm thủ công, chiều
dày lớp dải trong phạm vi 1015 cm và dùng phương pháp đầm tiến. Đầu tiên đầm một
lượt trên khắp diện tích, phải đảm bảo cho mặt đầm bằng phẳng, sau đó dàn thành hàng
và đầm đều trong hàng và tiến lên cho tới khi xong, các vết đầm phải chồng lên nhau
khoảng 1/3 chiều rộng của quả đầm;
- Khi thi công đắp đập phải cố gắng cao đều, tránh tạo nên quá nhiều mặt nối tiếp, các
lớp đắp liên tiếp phải liền khối. Khu trung tâm khối đập phải được đắp trước và cao hơn
một chút nhằm tạo ra độ dốc thoải từ 12% để thoát nước khi mưa. Nếu gặp trời mưa
khi thi công, yêu cầu mặt lớp đất đắp phải được đầm nhẵn để tăng khả năng thoát nước
và tăng độ kín nước trên bề mặt.
1.1.2.3 Yêu cầu về lựa chọn vật liệu đắp đập khi thi công đập đất đầm nén
Lựa chọn vật liệu đắp đập khi thi công đập đất đầm nén, phải đảm bảo các yêu cầu sau
[12]:

10


- Đất đắp vào thân đập thường phải thoả mãn các yêu cầu: Sức kháng cắt (C, ) cao; Hệ
số thấm (K) nhỏ; Hàm lượng chất hữu cơ, tạp chất nhỏ hơn 5%, hàm lượng muối tan <
0,3%; Chỉ số dẻo IP = WL- WP = (720)%;
- Thành phần hạt Cc = d60/ d10 < (30100), khi thiết kế đã chỉ ra đường bao cấp phối cho
phép; Đất không bị biến chất, phong hoá hoặc gây biến dạng lớn sau khi đầm nện; Hàm
lượng hạt sét không chiếm nhiều hơn (5060)%, tốt nhất nằm trong khoảng (1025)%;
Khi đập có tường lõi chống thấm thì hệ số thấm của tường phải nhỏ hơn của đất hai bên

khoảng (2050) lần, theo Tiêu chuẩn xây dựng (TCXD) Việt Nam 4447-87 khối lượng
thể tích khô còn gọi là dung trọng khô (c) chỉ được phép sai lệch thấp hơn 0.03T/m3 so
với yêu cầu của thiết kế và số mẫu không đạt yêu cầu so với tổng số mẫu lấy thí nghiệm
không được lớn hơn 5%.
1.1.2.4 Yếu tố quyết định đến hiệu quả đầm nén
Khi thi công đập đất đầm nén cần xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả đầm chặt
như: Dung trọng khô c; Độ ẩm W; Áp lực đầm nén (loại đầm); Loại đất (thành phần
hạt, hàm lượng các hạt sét, chiều dày rải đất …).
a/ Ảnh hưởng của độ ẩm
Thành phần đất bao gồm các hạt khoáng rắn, nước và không khí. Nước có tác dụng làm
trơn các hạt đất nên làm cho lực ma sát, lực keo kết giữa các hạt đất giảm.
Nếu lượng ngậm nước trong đất quá nhỏ tức là đất quá khô, hiệu quả nén chặt sẽ kém,
còn nếu đất quá ướt, lượng nước thừa sẽ chứa đầy các lỗ rỗng giữa các hạt đất, làm cho
lực đầm nén không thể chuyển toàn bộ đến các hạt đất, vì một phần phải chuyển cho
lượng nước thừa tự do nên lực nén có ích giảm đi, dẫn đến hiệu quả đầm nén kém. Như
vậy chỉ có lượng ngậm nước nhất định làm cho đầm hiệu quả được coi là độ ẩm tốt nhất.
Hình 1. 2 thể hiện quan hệ giữa dung trọng khô c và độ ẩm W của đất, khi độ ẩm tăng
dung trọng khô tăng, khi độ ẩm đạt đến một trị số nào đó thì dung trọng khô đạt lớn
nhất, độ ẩm lúc này được gọi là độ ẩm tốt nhất của đất ứng với công năng đầm nhất
định. Sau khi vượt quá độ ẩm tốt nhất, dung trọng khô sẽ giảm dần. Khi thi công, người

11


ta cố gắng có được đất có độ ẩm tốt nhất. Tuy nhiên, thực tế thường phải có giải pháp
tăng hoặc giảm độ ẩm cho đất tự nhiên.

c (T/m3)

cmax

Wotn

W (%).

Hình 1. 2 Quan hệ giữa dung trọng khô và độ ẩm của đất
Theo TCVN 8297-2009, có thể tham khảo giá trị độ ẩm tốt nhất và dung trọng khô lớn
nhất đạt được khi đầm Proctor ở Bảng 1. 3 [12].
Bảng 1. 3 Giá trị độ ẩm tốt nhất và dung trọng khô lớn nhất
Loại đất

Dung trọng khô lớn nhất có thể đạt

Độ ẩm tốt nhất, %

được khi đầm Proctor, g/cm3

Cát

Từ 8 đến 12

Từ 1.75 đến 1.95

Á cát

Từ 9 đến 15

Từ 1.65 đến 1.85

Bụi

Từ 14 đến 23

Từ 1.60 đến 1.82

Á sét nhẹ

Từ 12 đến 18

Từ 1.65 đến 1.85

Á sét nặng

Từ 15 đến 22

Từ 1.60 đến 1.80

Á sét bụi

Từ 17 đến 23

Từ 1.58 đến 1.78

Sét

Từ 18 đến 25

Từ 1.55 đến 1.75

12