(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của nền tới ổn định đập bê tông trọng lực trên nền đá

L I CAM OAN

Tên tôi là: Laomoua NAOKER
H c viên: L p 23C21
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên c u c a b n thân tôi d

is h

ng d n c a

PGS.TS Nguy n Quang Hùng. Các k t qu nghiên c u và các k t lu n trong lu n v n
là trung th c, không sao chép t b t k m t ngu n nào và d
Vi c tham kh o các ngu n tài li u đã đ

i b t k hình th c nào.

c th c hi n tích d n và ghi ngu n tài li u

tham kh o đúng quy đ nh.
Hà n i, tháng 07 n m 2017
Tác gia lu n v n

Laomoua NAOKER

i


L IC M

N

Sau m t th i gian h c t p và nghiên c u t i Tr

ng

i h c Th y l i Hà N i, đ

d y b o, giúp đ t n tình c a các th y cô giáo trong Tr

ng

cs

i h c Th y l i, s giúp

đ t n tình c a b n bè trong l p cùng v i s n l c ph n đ u c a b n thân tác gi đã
hoàn thành lu n v n Th c s k thu t, chuyên ngành K thu t xây d ng Cơng trình
th y v i đ tài: “NGHIÊN C U

NH H

NG C A N N T I

N

NH

P BÊ

TƠNG TR NG L C TRÊN N N Á ”.

có đ

c thành qu này, tr

c tiên tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c đ n th y

giáo PGS.TS Nguy n Quang Hùng đã t n tình h

ng d n, ch b o và cung c p các

thông tin khoa h c c n thi t trong th i gian tác gi th c hi n lu n v n này. Bên c nh
đó, Tác gi c ng xin chân thành c m n s giúp đ nhi t tình c a các th y giáo, các
cán b trong Phòng

ào t o đ i h c & Sau đ i h c, các th y giáo, cô giáo gi ng d y

t i các b môn trong Tr

ng

i h c Th y l i đã gi ng d y, t o đi u ki n giúp đ tác

gi trong su t quá trình th c hi n lu n v n.
M c dù tác gi đã h t s c c g ng nh ng do cịn h n ch nhi u v ngơn ng Ti ng vi t
và trình đ chun mơn c a b n thân nên lu n v n không tránh kh i nh ng thi u sót,
r t mong đ
đ

c đóng góp ý ki n, ch b o c a các th y cô giáo, các b n bè đ lu n v n

c hoàn thi n h n.

Xin chân thành c m n!
Hà n i, tháng 07 n m 2017
Tác gia lu n v n

Laomoua NAOKER

ii


M CL C

DANH M C CÁC HÌNH NH................................................................................... VI
DANH M C B NG BI U .......................................................................................... IX
M

U .........................................................................................................................1

CH

NG I: KHÁI QT ..........................................................................................3

1.1

Tình hình xây d ng đ p bê tơng tr ng l c trên th gi i .................................................... 3

1.2

Tình hình xây d ng đ p bê tơng tr ng l c

1.3

Nh ng v n đ k thu t trong tính tốn n đ nh đ p bê tơng tr ng l c. .......................... 14

Lào(Internet)............................................. 10

1.3.1 Yêu c u chung tính tốn n đ nh đ p bê tơng tr ng l c [1] ............................................. 14
1.3.2 H s an toàn n đ nh và đ b n ...................................................................................... 14
n đ nh đ p bê tông tr ng l c xây trên n n đá .............................................................. 17

1.3.3
1.4

N i dung và gi i h n ph m vi nghiên c u. ..................................................................... 18

1.4.1

N i dung ....................................................................................................................18

1.4.2 ph m vi nghiên c u ........................................................................................................ 18
K t lu n Ch

CH

ng I .................................................................................................................... 18

NG II: C

NH

S

LÝ THUY T C A NGHIÊN C U PHÂN TÍCH

P BÊ TÔNG TR NG L C .......................................................................20

2.1 Các gi thi t và n i dung ph

ng pháp phân tích đ p bê tông tr ng l c trên n n đá ....... 20

2.1.1 Tính n đ nh đ p bê tông theo ph
2.1.2 ph

ng pháp xét l c ch ng c t trên m t phá ho i .......... 20

ng pháp cân b ng gi i h n ...................................................................................... 29

2.2 Phân tích l a ch n ph
K t lu n ch

CH

N

ng pháp dùng trong nghiên c u ................................................... 36

ng II .................................................................................................................... 36

NG III: NGHIÊN C U

NH H

NG C A N N T I

P BÊ TÔNG

TR NG L C ...............................................................................................................37
3.1 l a ch n Sery nghiên c u .................................................................................................. 37
3.2 Nghiên c u nh h ng c a nhân t góc ma sát t i n đ nh đ p bê tông tr ng l c................... 38
3.2.1 Tr

ng h p C=0 .............................................................................................................. 38

3.2.2 Tr

ng h p C=1.5 ........................................................................................................... 39

3.2.3 Tr

ng h p C=3.8 ........................................................................................................... 40

3.2.4 Tr

ng h p C=6 .............................................................................................................. 40

3.2.5 Tr

ng h p C=8 .............................................................................................................. 41

iii


3.3 Nghiên c u nh h

ng c a nhân t l c dính t i n đ nh đ p bê tông tr ng l c ............... 42

3.3.1 Tr

ng h p Phi= 220...................................................................................................... 42

3.3.2 Tr

ng h p Phi= 260...................................................................................................... 42

3.3.3 Tr

ng h p Phi= 320...................................................................................................... 43

3.3.4 Tr

ng h p Phi= 360...................................................................................................... 44

3.4 Nghiên c u nh h

ng c a t

ng tác n n đ p t i n đ nh đ p bê tông tr ng l c .................... 44

3.4.1 Tr

ng h p H= 15 m ..................................................................................................... 44

3.4.2 Tr

ng h p H= 30 m ..................................................................................................... 45

3.4.3 Tr

ng h p H= 55 m ..................................................................................................... 46

3.4.4 Tr

ng h p H= 90 m ..................................................................................................... 47

3.4.5 Tr

ng h p H= 120 m ................................................................................................... 48

3.5 Nghiên c u nh h

ng c a chi u r ng đ p t i n đ nh đ p bê tông tr ng l c......................... 49

3.5.1 Tr

ng h p H= 15 (m); Phi=22o.................................................................................... 49

3.5.2 Tr

ng h p H= 30 (m); Phi=22o.................................................................................... 49

3.5.3 Tr

ng h p H= 55 (m); Phi=22o.................................................................................... 50

3.5.4 Tr

ng h p H= 90 (m); Phi=22o.................................................................................... 51

3.5.5 Tr

ng h p H= 120 (m); Phi=22o.................................................................................. 51

3.5.6 Tr

ng h p H= 15 (m); Phi=26o.................................................................................... 52

3.5.7 Tr

ng h p H= 30 (m); Phi=26o.................................................................................... 53

3.5.8 Tr

ng h p H= 55 (m); Phi=26o.................................................................................... 53

3.5.9 Tr

ng h p H= 90 (m); Phi=26o.................................................................................... 54

3.5.10 Tr

ng h p H= 120 (m); Phi=26o................................................................................ 55

3.5.11 Tr

ng h p H= 15 (m); Phi=32o.................................................................................. 55

3.5.12 Tr

ng h p H= 30 (m); Phi=32o.................................................................................. 56

3.5.13 Tr

ng h p H= 55 (m); Phi=32o.................................................................................. 57

3.5.14 Tr

ng h p H= 90 (m); Phi=32o.................................................................................. 57

3.5.15 Tr

ng h p H= 120 (m); Phi=32o................................................................................ 58

3.5.16 Tr

ng h p H= 15 (m); Phi=36o.................................................................................. 59

3.5.17 Tr

ng h p H= 30 (m); Phi=36o.................................................................................. 59

3.5.18 Tr

ng h p H= 55 (m); Phi=36o.................................................................................. 60

3.5.19 Tr

ng h p H= 90 (m); Phi=36o.................................................................................. 61

3.5.20 Tr

ng h p H= 120 (m); Phi=36o................................................................................ 61

3.6 Phân tích và t ng h p k t qu nghiên c u ........................................................................ 63

iv


K t lu n ch

CH

ng III .................................................................................................................. 64

NG IV:

NG D NG NGHIÊN C U CHO

P BÊ TÔNG TR NG L C

N M KOONG 2. .........................................................................................................65
4.1

Gi i thi u cơng trình. ...................................................................................................... 65

4.1.1

V trí c a cơng trình ..................................................................................................65

4.1.2

Quy mơ cơng trình ....................................................................................................66

4.1.3

Các thơng s tính tốn th y n ng .............................................................................67

4.2

Nghiên c u nh h ng c a các nhân t n n t i n đ nh đ p bê tơng tr ng l c ..................... 72

4.2.1 Tính tốn n đ nh đ p bê tông tr ng l c theo tiêu chu n M -EM1100-2-2200........72
4.2.2 Tính tốn n đ nh tr

t theo tiêu chu n M ................................................................74

4.2.3 Tính toán n đ nh tr

t theo tiêu chu n Nga-Vi t .......................................................77

4.3

Phân tích k t qu tính tốn .............................................................................................. 80

4.3.1 Tiêu chu n Vi t Nam - Nga ..........................................................................................80
4.3.2 Theo tiêu chu n M .......................................................................................................81
K t lu n ch

ng IV .................................................................................................................. 82

K T LU N VÀ KI N NGH .....................................................................................83
TÀI LI U THAM KH O...........................................................................................85

v


DANH M C CÁC HÌNH NH
Hình 1.1

p Hoover

Hình 1.2

p Grand Dixence, Swiss Alps (Internet) ..................................................... 4

Hình 1.3

p Xiaowan (Ti u Loan ), Trung Qu c(Internet) ......................................... 5

Hình 1.4

p Tam hi p, Trung Qu c(Internet) .............................................................. 5

Hoa k (Internet) ..................................................................... 4

Hình 1.5 T c đ phát tri n đ p t n m 1900 đ n n m 2000 .......................................... 6
Hình 1.6 T c đ xây d ng đ p trên th gi i trong th k 20 .......................................... 7
Hình 1.7 T l % phân b đ p trên th gi i .................................................................... 7
Hình 1.8

p N m Ng m 1,

p cao 74 m, Cơng su t 155 MW ................................ 11

Hình 1.9

p N m Nghiep 1,

p cao 148 m, Công su t 272 MW .............................. 11

Hình 1.10

p N m Ng m 5,

p cao 99 m, Cơng su t 120 MW .............................. 12

Hình 1.11

p Xekaman 1,

Hình 1.12

p Mekong Xainyaburi,

p cao 117,5 Cơng su t 190 MW .................................. 12
p cao 33m, Công su t 1285 MW(Internet) ... 12

Hình 2.1 M t tr

t là m t ti p xúc gi a đ p và n n ..................................................... 25

Hình 2.2 M t tr

t n m sâu d

i n n .......................................................................... 25

Hình 2.3 S đ tính tốn n đ nh m t tr
Hình 2.4 Hình d ng m t tr

t ph ng đ n ................................................ 32

t khi đáy đ p đ t sâu ....................................................... 33

Hình 2.5 S đ tính n đ nh tr

t theo m t gãy khúc ................................................... 33

Hình 2.6a. So sánh giá tr K 1 và K 2 .............................................................................. 35
Hình 2.6b. So sánh giá tr K1và K2 .............................................................................. 35

Hình 3.1 H s an tồn n đ nh đ p v i c

ng đ kháng c t C=0. .............................. 38

Hình 3.2 H s an tồn n đ nh đ p v i c

ng đ kháng c t C=1.5 ............................ 39

Hình 3.3 H s an tồn n đ nh đ p v i c

ng đ kháng c t C=3.8 ............................ 40

Hình 3.4 H s an tồn n đ nh đ p v i c

ng đ kháng c t C=6 ............................... 41

Hình 3.5 H s an tồn n đ nh đ p v i c

ng đ kháng c t C=8 ............................... 41

Hình 3.6 H s an tồn n đ nh đ p v i c

ng đ kháng c t =220. ........................... 42

Hình 3.7 H s an tồn n đ nh đ p v i c

ng đ kháng c t =260. ........................... 43

Hình 3.8 H s an tồn n đ nh đ p v i c

ng đ kháng c t =320. ........................... 43

Hình 3.9 H s an tồn n đ nh đ p v i c

ng đ kháng c t =360. ........................... 44

vi


Hình 3.10 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 15 m. ...................................45
Hình 3.11 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 30 m. ...................................45
Hình 3.12 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 55 m. ...................................47
Hình 3.13 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 90 m. ...................................47
Hình 3.14 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 120 m. .................................48
Hình 3.15 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 15 m; Phi=22o. ....................49
Hình 3.16 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 30 m; Phi=22o .....................50
Hình 3.17 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 55 m; Phi=22o .....................50
Hình 3.18 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 90 m; Phi=22o .....................51
Hình 3.19 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 120 m; Phi=22o ...................52
Hình 3.20 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 15 m; Phi=22o .....................52
Hình 3.21 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 30 m; Phi=26o .....................53
Hình 3.22 H s an toàn n đ nh v i đ p có chi u cao là 55 m; Phi=26o .....................54
Hình 3.23 H s an toàn n đ nh v i đ p có chi u cao là 90 m; Phi=26o .....................54
Hình 3.24 H s an toàn n đ nh v i đ p có chi u cao là 120 m; Phi=26o ...................55
Hình 3.25 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 15 m; Phi=32o .....................56
Hình 3.26 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 30 m; Phi=32o .....................56
Hình 3.27 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 55 m; Phi=32o .....................57
Hình 3.28 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 90 m; Phi=32o .....................58
Hình 3.29 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 120 m; Phi=32o ...................58
Hình 3.30 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 15 m; Phi=36o .....................59

Hình 3.31 H s an tồn n đ nh v i đ p có chi u cao là 30 m; Phi=36o .....................60
Hình 3.32 H s an toàn n đ nh v i đ p có chi u cao là 55 m; Phi=36o .....................60
Hình 3.33 H s an toàn n đ nh v i đ p có chi u cao là 90 m;Phi=36o ......................61
Hình 3.34 H s an toàn n đ nh v i đ p có chi u cao là 120 m;Phi=36o ....................62
Hình 4.1 V trí cơng trình N m kơng 2 .........................................................................65
Hình 4.2 M t b ng t ng th tuy n đ p ..........................................................................66
Hình 4.3 C t d c tuy n đ p ...........................................................................................66
Hình 4.4 M t c t ngang đ p ..........................................................................................67
Hình 4.5 Tr

ng h p tính tốn n đ nh tr

t t h p c b n .........................................74

vii


Hình 4.6 S li u m t c t đ u vào .................................................................................. 75
Hình 4.7 K t qu tính tốn h s
Hình 4.8 Tr

n đ nh tr

ng h p tính toán n đ nh tr

t ............................................................ 75
t t h p đ c bi t ....................................... 76

Hình 4.9 S li u m t c t đ u vào .................................................................................. 76
Hình 4.10 K t qu tính tốn h s

Hình 4.11 Tr

n đ nh tr

ng h p tính tốn n đ nh tr

t ........................................................... 77
t t h p c b n....................................... 77

Hình 4.12 S li u m t c t đ u vào ................................................................................ 78
Hình 4.13 K t qu tính tốn h s
Hình 4.14 Tr

n đ nh tr

ng h p tính tốn n đ nh tr

t ........................................................... 78
t t h p đ c bi t ..................................... 79

Hình 4.15 S li u m t c t đ u vào ................................................................................ 79
Hình 4.16 K t qu tính tốn h s

n đ nh tr

viii

t ........................................................... 79

DANH M C B NG BI U
B ng 1.1 M t s cơng trình đ p bê tơng l n

Trung Qu c [ 2] ......................................8

B ng 1.2 M t s cơng trình đ p bê tơng l n

M [ 2] ....................................................9

B ng 1.3 M t s đ p bê tông đ

c xây d ng

Lào tr

B ng 1.4 M t s đ p bê tông đ

c xây d ng

Lào nh ng n m g n đây [3] .............12

B ng 1.5 H s an toàn v
B ng 3.1 Các tr

c 1975 ..................................11

n đ nh và đ b n theo tiêu chu n M [ 4] ..........................17

ng h p tính tốn nghiên c u.............................................................37

B ng 3.2 B ng k t qu FS v i tr

ng h p C=0 ............................................................38

B ng 3.3 B ng k t qu FS v i tr

ng h p C=1.5 .........................................................39

B ng 3.4 B ng k t qu FS v i tr

ng h p C=3.8 .........................................................40

B ng 3.5 B ng k t qu FS v i tr

ng h p C=6 ............................................................40

B ng 3.6 B ng k t qu FS v i tr

ng h p C=8 ............................................................41

B ng 3.7 B ng k t qu FS v i tr

ng h p Phi=220 ......................................................42

B ng 3.8 B ng k t qu FS v i tr

ng h p Phi=260 ......................................................42

B ng 3.9 B ng k t qu FS v i tr

ng h p Phi=320 ......................................................43

B ng 3.10 B ng k t qu FS v i tr

ng h p Phi=360 ....................................................44

B ng 3.11 B ng k t qu FS v i tr

ng h p H= 15 m ...................................................44

B ng 3.12 B ng k t qu FS v i tr

ng h p H= 30 m ...................................................45

B ng 3.13 B ng k t qu FS v i tr

ng h p H= 55 m ...................................................46

B ng 3.14 B ng k t qu FS v i tr

ng h p H= 90 m ...................................................47

B ng 3.15 B ng k t qu FS v i tr

ng h p H= 120 m .................................................48

B ng 3.16 B ng k t qu FS v i tr

ng h p H=15 (m) ); Phi=22o................................49

B ng 3.17 k t qu FS v i tr

ng h p H=30 (m) ; Phi=22o ..........................................49

B ng 3.18 k t qu FS v i tr

ng h p H=55 (m) ; Phi=22o ..........................................50

B ng 3.19 k t qu FS v i tr

ng h p H=90 (m); Phi=22o ...........................................51

B ng 3.20 k t qu FS v i tr

ng h p H=120 (m); Phi=22o .........................................51

B ng 3.21 k t qu FS v i tr

ng h p H=15(m);Phi=26o .............................................52

B ng 3.22 k t qu FS v i tr

ng h p H=30(m);Phi=26o .............................................53

ix


B ng 3.23 k t qu FS v i tr

ng h p H=55(m);Phi=26o ............................................. 53

B ng 3.24 k t qu FS v i tr

ng h p H=90(m);Phi=26o ............................................. 54

B ng 3.25 k t qu FS v i tr

ng h p H=120(m);Phi=26o ........................................... 55

B ng 3.26 k t qu FS v i tr

ng h p H=15(m);Phi=32o ............................................. 55

B ng 3.27 k t qu FS v i tr

ng h p H=30(m);Phi=32o ............................................. 56

B ng 3.28 k t qu FS v i tr

ng h p H=55(m);Phi=32o ............................................ 57

B ng 3.29 k t qu FS v i tr

ng h p H=90(m);Phi=32o ............................................. 57

B ng 3.30 k t qu FS v i tr

ng h p H=120(m);Phi=32o ........................................... 58

B ng 3.31 k t qu FS v i tr

ng h p H=15 (m);Phi=36o ............................................ 59

B ng 3.32 k t qu FS v i tr

ng h p H=30 (m);Phi=36o ............................................ 59

B ng 3.33 k t qu FS v i tr

ng h p H=55 (m);Phi=36o ............................................ 60

B ng 3.34 k t qu FS v i tr

ng h p H=90 (m);Phi=36o ............................................ 61

B ng 3.35 k t qu FS v i tr

ng h p H=120 (m);Phi=36o .......................................... 61

B ng 3.36 B ng h s an toàn cho phép tiêu chu n M ............................................... 63
B ng 4.1 Các thơng s chính c a cơng trình N m kơng 2 [5] ....................................... 67
B ng 4.2 Ch tiêu c lý đá n n ki n ngh s d ng tính tốn [ 6] .................................... 72
B ng 4.3: H s

n đ nh nh nh t [FS] theo tiêu chu n M EM1100-2-2200 ............. 73

B ng 4.4: B ng th hi n k t qu theo tiêu chu n Vi t Nam - Nga ............................... 81
B ng 4.5 Tiêu chu n đánh giá v

n đ nh th ng th và ng su t cho phép c a đ p theo

tiêu chu n M ................................................................................................................ 81
B ng 4.6 B ng th hi n k t qu theo tiêu chu n M .................................................... 82

x


M

U

I. Tính c p thi t, s c n thi t nghiên c u c a đ t i
Vào nh ng n m 284 sau cơng ngun, có r t nhi u đ p tr ng l c đ
khu v c bán đ o Iberian, B c Phi và Trung
m t h ch a l n nh t th i đó t i Homs Syria.

ơng, nh ng ng

c xây d ng

i La Mã c đ i đã t o

p có chi u dài k l c là 2000 m, cao

7m và r ng 14m, dung tích h kho ng 90 tri u m3.
p bê tông tr ng l c đ

c áp d ng khá r ng rãi và ph bi n nh ng n m 30 c a th k

20, nhi u đ p bê tông cao đã đ

n

c xây d ng v i m c đích nh t

i, phát đi n và c p

c sinh ho t…và v n đ an toàn n đ nh là v n đ quan tâm hàng đ u khi tri n khai

xây d ng các đ p l n.
T n m 1975 đ n nay, nh ng nghiên c u thi t k và công ngh thi công đ p bê tông
tr ng l c trên th gi i đã khá hoàn ch nh, s giao l u v khoa h c k thu t thu n l i
nên vi c ti p thu và ng d ng công ngh thi t k và thi công đ p bê tông tr ng l c tr
nên d dàng. Cùng v i s phát tri n, hi n đ i hóa c a đ t n
th y đi n đ

c xây d ng

c, các công trình th y l i,

nhi u n i, và đ p bê tông tr ng l c c ng tr nên khá ph

bi n v i quy mơ và hình th c ngày càng phong phú.

u m i các công trình nh :

Plêikrơng, Sê San 3 và Sê San 4, Th ch Nham, Tân Giang, Lịng Sơng, N
Trong….là nh ng đ p bê tông v i kh i l
trên 70m, t trong n

c

ng hàng tri u m3 bê tông, chi u cao đ p đ n

c đ m nh n toàn b các khâu t thi t k đ n thi cơng, hồn thi n

bàn giao v n hành cơng trình.
cơng đ p bê tơng tr ng l c

i u đó ch ng t r ng quy trình thi t k , công ngh thi
n

c ta đã đ

c nghiên c u, chuy n giao và phát tri n

m nh, các v n đ v tính tốn n đ nh cơng trình đ p bê tơng tr ng l c có chi u cao
l n đã có s quan tâm và đ t nh ng ti n đ v
k , nh ng nghiên c u v

t b c. Tuy nhiên, trong giai đo n thi t

n đ nh bê tông tr ng l c v n còn khá m i m và không

nhi u, t ng k t kinh nghi m th c ti n và ban hành các tiêu chu n, quy ph m riêng v n
ch a có.
Vì v y, r t c n có nh ng t ng k t kinh nghi m và nghiên c u v đ p bê tông tr ng l c
ngay t nh ng ngày đ u áp d ng đ có th rút ra nh ng kinh nghiêm, bài h c thi t

1

th c trong công tác thi t k và thi cơng nh ng cơng trình ti p theo áp d ng công ngh
thi t k đ p bê tông tr ng l c này.
II. M c đích c a đ tài:
M c tiêu c a đ tài: :“NGHIÊN C U NH H

NG C A N N T I

N

NH

P

BÊ TÔNG TR NG L C TRÊN N N Á ” là:

• T ng quan đ

c các gi i pháp nghiên c u t i s m t n đ nh c a đ p bê tơng tr ng

l c
• Phân tích đánh giá đ

cm cđ

nh h

ng c a các ch tiêu c lý n n t i n đ nh

đ p bê tơng tr ng l c

• Xây d ng đ
h s

c các bi u đ , đ

ng cong v m c đ

nh h

ng c a các tham s t i

n đ nh đ p bê tông tr ng l c nh m làm tài li u tham kh o ph c v cho công

tác nghiên c u c ng nh thi t k đ p bê tông tr ng l c
III. Cách ti p c n và ph

Lào.

ng pháp nghiên c u

1.Cách ti p c n
- Xu t phát t th c ti n, tìm hi u t ng k t các gi i pháp nghiên c u, phân tích n đ nh
tr

t c a đ p bê tông tr ng l c theo các ph

ch n ph
2.Ph

ng pháp tính tốn khác nhau đ t đó l a

ng pháp nghiên c u.

ng pháp nghiên c u

- Thu th p thông tin, t ng h p tài li u
- K th a và phát huy các k t qu nghiên c u đã có
- Ph

ng pháp lý thuy t, ng d ng mơ hình tốn

IV. K t qu d ki n đ t đ
- Xây d ng bi u đ , đ

c

ng cong tra c u ph c v cho công tác thi t k , nghiên c u

trong vi c phân tích n đ nh đ p bê tơng tr ng l c.
- T ng h p k t qu , áp d ng cho 1 cơng trình th c t

2


CH

NG I: KHÁI QUÁT

1.1 Tình hình xây d ng đ p bê tông tr ng l c trên th gi i
Theo các tài li u nghiên c u v l ch s phát tr n đ p, đ p bê tông tr ng l c đ

c xây

d ng vào kho ng n m 3000 tr

c bi t

c công nguyên. Các đ p bê tông tr ng l c đ

s m nh t trên th gi i là đ p Jawa cách th đơ Amman 100 kilomet v phía ơng B c,
đ p là m t t
kafara
đ

ng đá xây cao 9 mét, có chi u dài 1 mét, phía sau đ p đ t,

Wadial-Grawi cách Cairo Ai c p v phía Nam 25 kilomet và

c xây d ng

p Sallel
p Kallanai

n đ vào th k th II sau công nguyên , đ p xây b ng đá cao 4,5

mét, đáy r ng 20 mét và dài 300 mét.
p bê tông đ
c p n ng l

ng

c xu t hi n r t s m nh ng mãi đ n th k 18 tr

c s đòi h i cung

Châu Âu, vi c xây d ng đ p bê tông m i tr thành ph bi n. Vào

kho ng nh ng n m 50 c a th k này các ti n b khoa h c k thu t b t đ u đ

c áp

d ng vào vi c xây d ng đ p.
Vào nh ng n m 284 sau cơng ngun, có r t nhi u đ p tr ng l c đ
v c bán đ o Iberian, B c Phi và Trung ông, nh ng ng
ch a l n nh t th i đó t i Homs Syria.

c xây d ng

khu

i La Mã c đ i đã t o m t h

p có chi u dài k l c là 2.000 mét, cao 7 mét

và r ng 14 mét, dung tích h kho ng 90 tri u m3.
p bê tông tr ng l c đ

c áp d ng khá r ng rãi và ph bi n nh ng n m 30 c a th

k 20, nhi u đ p bê tông cao đã đ

c pn

c xây d ng v i m c đích nh t

i, phát đi n và

c sinh ho t… nh ng v n đ an toàn n đ nh là v n đ quan tâm hàng đ u khi

tri n khai xây d ng các đ p l n. Trong th ng kê c a ICOLD, trong s các đ p có chi u
cao l n h n 100 mét, đ p bê tong chi m kho ng 60% trong đó đ p vịm chi m kho ng
21,5%. [1]
Sau đây là m t s đ p bê tông tr ng l c và đ p vòm l n nh t th gi i:

3


Hình 1.1

p Hoover

Hoa k (Internet)

p Hoover là m t đ p vịm bê tơng tr ng l c đ

c xây d ng n m (1931-1936) trên

sông Colorado trên biên gi i gi a các ti u bang Arizona và Nevada c a Hoa K .
đ

c tranh cãi có tên trong danh d c a Tơng th ng Herbert Hoover.

p

p có chi u cao

180m, b r ng đ nh đ p là 14m, móng là 200m. Th tích đ p 2.480.000 m3. Dung tích
h 35.200 km3, l u v c h r ng 640 km2, g m có 17 t máy (Francis) T ng công su t
2080 MW và đi n l

ng là 4.2 tri u KWh.

Hình 1.2

p Grand Dixence, Swiss Alps (Internet)

4


Th y S .

p bê tông tr ng l c Grand Dixence

c kh i cơng n m 1950 và

hồn thành vào n m 1960 v i chi u cao 285m, chi u dài
r ng đáy 200 m và chi u r ng đ nh 15 m, kh i l
m3. Hi n nay đ p này đ

Hình 1.3

đ nh 700 m, chi u

ng bê tông xây đ p là 6 tri u

c coi là đ p bê tông tr ng l c cao nh t th gi i.

p Xiaowan (Ti u Loan ), Trung Qu c(Internet)

p bê tông tr ng l c cao nh t trong th k 21 là đ p Xiaowan, Trung Qu c cao 292
m.

c xây d ng vào kho ng n m (2002-2010), Trên sông LanCang là th

ng

ngu n sơng Mekong , T nh YunNan có cơng su t l p máy là 4200 MW. Hi n nay
đ

c xem là đ p vòm cao nh t th gi i.

Hình 1.4

p Tam hi p, Trung Qu c(Internet)

5


Là đ p th y đi n l n nh t th gi i, b t đ u xây d ng n m 1994.
Sông D
X

ng T ( Sông dài nh t Châu Á và th 3 th gi i ) t i Tam

ng, T nh H B c, Trung Qu c.

2390 mét và đ

p tam hi p ch n
u Bình, Nghi

p Tam Hi p có chi u cao 185 mét, chi u dài

c xây d ng v i hình th c là đ p bê tông tr ng l c v i 27,2 tri u m3 bê

tông và 463,000 t n m3 thép.
T c đ xây d ng đ p trên th gi i t ng nhanh vào nh ng n m 1950 đ n 1980, th i k
này có kho ng 5.000 đ p l n đ
các n
t

c phát tri n

c xây d ng trên toàn th gi i. T p trung ch y u

khu v c B c M và Châu Âu, n i có n n khoa h c k thu t

ng đ i phát tri n.

Hình 1.5 T c đ phát tri n đ p t n m 1900 đ n n m 2000
Theo th ng kê c a h đ p cao th gi i (ICOLD), tính đ n n m 2000, trên th gi i đã

có kho ng 45.00 đ p l n phân b

140 n

trên th gi i bao g m Trung Qu c, M ,
đ p trong các n

n

c. N m n

c hàng đ u v xây d ng đ p

, Tây Ban Nha và Nh t B n. S l

ng

c này chi m kho ng 80% t ng s các đ p l n trên th gi i. Ch riêng

Trung Qu c đã xây d ng kho ng 22.000 đ p l n trong th k 20 và t p trung vào
kho ng th i gian sau n m 1949 (tr
n

c khác là M kho ng 6.575,

c n m 1949 Trung Qu c ch có 22 đ p l n), các
n đ 4.291, Nh t B n 2.675 và Tây Ban Nha

kho ng 1.196.

6


Nhật
6%

Mỹ
14%

Các nước khác
23%

ấn Độ
9%

Tây Ban Nha
2%
Trung Quốc
46%

Hỡnh 1.6 T c đ xây d ng đ p trên th

Hình 1.7 T l % phân b đ p trên

gi i trong th k 20

th gi i

Hi n nay đ p bê tông tr ng l c chi m kho ng 12% trong t ng s các lo i đ p đã đ

c xây

d ng trên th gi i. V i đ p cao trên 100m, đ p bê tông tr ng l c chi m kho ng 30%.
Trung Qu c hi n nay đang đ ng đ u th g i v s l

ng đ p đ

c xây d ng. Theo

th ng kê đ n n m 1999 đã có 17.526 đ p cao trong kho ng 15-30m, 4.578 đ p cao
trên 30m, 32 đ p cao trên 100m. Do s đ p cao ngày càng nhi u nên v t li u bê tông
tr nên ph bi n.
u th k XXI, hàng lo t đ p l n

Trung Qu c đ

c tri n khai nh : đ p vòm

Xiluodu cao 273m, đ p tr ng l c Xiangjiaba cao 191m trên sơng Jinshai, đ p vịm
cong theo 2 ph

ng Jinping 1 cao 305m trên sông Yalong, đ p CFR Hongjadu cao

178m trên sơng Wu, đ p vịm Xiaowan trên sơng Lanciang (th

ng ngu n sông

Mêkông), đ p RCC Longtan cao 216m trên Hongshui, đ p vịm Laxiwa cao 250m trên
sơng Hồng Hà,... là nh ng đ p l n vào lo i k l c trên th gi i [ 2] .

7


B ng 1.1 M t s cơng trình đ p bê tơng l n
TT

Tên cơng trình

Trung Qu c [ 2]

Chi u cao đ p
(m)

N m hồn thành

V trí
Sơng H ng,

1

Yantan

111

1992

2

Shuikou

101

1993

3

Jiangya

131

1999

4

Mianhuatan

115

2001

5

Dachaoshan

111

2002

6

Sufengying

122

2005

7

Baise

130

ang xây d ng

Sông Th ch,
Qu ng Tây

8

Jinghong

110

ang xây d ng

Sông Lan Th ng,
Vân Nam

9

Pengshui

116.5

ang xây d ng

10

Longtan

216.5

ang xây d ng

Sông H ng,

11

Jinanqiau

161

ang xây d ng

Sông Kim Sa,

12

Gelantan

113

ang xây d ng

Sông Lý Tiên,

Qu ng Tây
Sông Mân,
Phúc Ki n
Sông Lâu,
H Nam
Sông Thing,
Phúc Ki n
Sơng Lan Th
Vân Nam
Sơng Ơ,
Q Châu

Sơng Ơ,
Q Châu
Qu ng Tây
Vân Nam
Vân Nam

(theo Vi n nghiên c u kh o sát thi t k Côn Minh KHIDI - Trung Qu c)
M hi n nay đang là n

c đ ng th hai trên th gi i v s l

8

ng,

ng đ p


B ng 1.2 M t s cơng trình đ p bê tơng l n

STT

Tên cơng trình

Chi u cao đ p
(mét)

M [ 2]

N m hồn thành

Trên sơng

1

Oroville

262,4

1968

Feather, California

2

Hoover

248,8

1936

Colorado, Nevada

3

Dworshak

244,4

1973

4

Glen Canyon

242,0

1964

5

New Bullards Bar

219,8

1969

6

Seven Oaks

215,4

1999

7

New Melones

213,0

1979

8

Mossyrock

206,5

1968

9

Shasta

205,2

1945

10

Don Pedro

199,4

1971

11

Hungry Horse

192,2

1953

12

Grand Coulee

187,4

1942

9

N. Fork
Clearwater, Idaho
Colorado, Arizona
North Yuba,
California
Santa Ana,
California
Stanislaus,
California
Cowlitz,
Washington
Sacramento,
California
Tuolumne,
California
S. Fork Flathead,
Montana
Columbia,
Washington


13

Ross

184,0

1949

Skagit, Washington

14

Trinity

183,4

1962

Trinity, California

15

Yellowtail

178,9

1966

Bighorn, Montana

16

Cougar

176,9

1964

17

Flaming Gorge

171,1

1964

1.2 Tình hình xây d ng đ p bê tông tr ng l c
Tr

S. Fork McKenzie,
Oregon
Green, Utah

Lào(Internet)

c ngày gi i phóng n m 1975, do đ c đi m đ t n

c b chi n tranh nên vi c đ u t

xây d ng các công trình th y đi n b h n ch , nh ng đã có nh ng tiêu chu n v thi t
k và thi cơng bê tơng, c ng có m t s đ p bê tông đ
nh .

c xây d ng trong th i k này

p bê tông tr ng l c, đ p dâng N m Ngum1 xây d ng vào n m 1971 v i chi u

cao đ p 74 mét, công su t l p máy là 155 MW, thu c t nh Viêng Ch n làm nhi m v
phát đi n và phòng ch ng l cho h l u, đ p XelamBam
v phát đi n là m t đ p đ u tiên đ

c xây d ng

T nh Champasak v i nhi m

Lào xây d ng vào n m 1969 v i

chi u cao đ p 6,3 mét công su t l p máy là 5 MW sau đó cịn m t s đ p dâng nh
khác nh

đ p dâng N m

ơng có chi u cao đ p 5 mét công su t 1 MW

Luangprabang và đ p N m Ngai có cơng su t 1,2 MW…. do các k s ng
ngoài th c hi n, l c l

ng cán b k thu t trong n

khơng có nhi u đ p bê tơng đ

T nh
in

c

c h u nh khơng có. M c dù

c xây d ng trong th i k này nh ng các k t qu

nghiên c u đã là n n t ng quan tr ng, kh i đ u cho quá trình phát tri n cơng ngh và
các tiêu chu n thi t k xây d ng đ p bê tông trong n

c.

Các cơng trình bê tơng xây d ng trong th i gian này có m t s cơng trình đã b h
h ng đáng k sau m t th i gian v n hành, nguyên nhân m t ph n do công tác kh o sát
ch a k , m t ph n do gi i pháp cơng trình ch a h p lý, công ngh thi công ch a phù
h p v i đi u ki n trong n

c.

10


B ng 1.3 M t s đ p bê tông đ
TT

Tên

Lào tr

c xây d ng

c 1975

Chi u cao
đ p (m)

Công su t
MW

N m xây
d ng
1969

Sông Xe ôn

1970

Sông Nam ông

1971

1

T Xelambam

6,3

2

T Nam ông

5

5
1

3

T Nam Ngum 1

74

155

a đi m xây
d ng

Sông NamNgum

Sau Ngày gi i phóng đ t n

c n m 1975 đ n nay Lào đã có các đ p bê tông tr ng l c

l n nh các lo i (phân b

17/18 t nh t mi n B c đ n Nam. Do đ c đi m đ a hình

c an

c CHDCND Lào là m t n

c nhi t đ i gió mùa, m a nhi u, ngu n n

cm t

c a các sông su i d i dào t mi n B c đ n Nam, ti m n ng đa d ng phong phú.
này cho th y các d án th y đi n

Lào t ng lên r t nhanh.

trình thi t k , cơng ngh thi cơng đ p bê tông tr ng l c

i u

i u đó ch ng t r ng quy
n

c ta đã và đang đ

c

nghiên c u, chuy n giao và phát tri n m nh, các v n đ v tính tốn n đ nh cơng trình
bê tơng có chi u cao l n đã có s quan tâm và đ t nh ng ti n b v
trong giai đo n thi t k , nh ng nghiên c u v

t b c. Tuy nhiên,

n đ nh cơng trình bê tơng tr ng l c v n

còn khá m i m và không nhi u, t ng k t kinh nghi m th c ti n và ban hành các tiêu
chu n, quy ph m riêng v n ch a có. Vì v y, r t c n có nh ng t ng k t kinh nghi m và
nghiên c u v đ p bê tông tr ng l c ngay t nh ng ngày đ u áp d ng đ có th rút ra
nh ng kinh nghi m, bài h c thi t th c trong công tác thi t k và thi cơng nh ng cơng

trình ti p theo áp d ng công ngh thi t k đ p.
D

i đây là m t s các đ p bê tông tr ng l c và đ p vịm c a n

Hình 1.8

p N m Ng m 1,

p cao

74 m, Công su t 155 MW

Hình 1.9

c CHDCND Lào:

p N m Nghiep 1,

cao 148 m, Công su t 272 MW

11

p


Hình 1.10

p N m Ng m 5,

p

Hình 1.11

cao 99 m, Cơng su t 120 MW

Hình 1.12

p Xekaman 1,

p cao

117,5 Cơng su t 190 MW

p Mekong Xainyaburi,

p cao 33m, Công su t 1285

MW(Internet)
B ng 1.4 M t s đ p bê tơng đ
chi u
TT

Tên cơng trình

cao
đ p (m)

1

Th y đi n Xeset 1

2

Th y đi n Nam Leuk

3

c xây d ng
Công su t
(MW)

Lào nh ng n m g n đây [3]
V trí

N m hồn
thành

10

45

Saravan

1991

45,5

60

Xaysomboun

2003

Th y đi n Nam Mang 3

28

40

Vientiane

2001

4

Th y đi n Nam mang 1

70

64

Borikhamsai

5

Th y đi n NamNgum 2

181

615

Vientiane

2011

6

Th y đi n NamNgum 5

99

120

Vientiane

2012

7

Th y đi n Nam Ko

3

1,5

Udomxay

1996

12

ang thi công


8

Th y đi n Nam Beng

25,5

36

Udomxay

ang thi công

9

Th y đi n NamNgum 3

105

320

Vientiane

ang thi công

10 Th y đi n Nam thuen 2

39

1080

Khammoune

2010

11 Th y đi n Xeset 2

23

76

Saravan

2009

12 Th y đi n Nam Lik 2

103

100

Vientiane

2011

13 Th y đi n Nam Lik 1

35

64

Vientiane

14 Th y đi n Nam sim

15,20

9

Huaphan

2016

15 Th yđi n Houylamphan

75,6

88

Xekong

2015

16 Th y đi n Nam San 3A

40,5

69

Xaisomboun

17 Th y đi n Xekaman 1

117,5

290

Attapeu

2014

18 Th y đi n Xekaman 3

117,5

250

Attapeu

2013

19 Th y đi n Nam Kong 1

90

160

Attapeu

ang thi công

20 Th y đi n Nam Kong 2

50

66

Attapeu

ang thi công

21 Th y đi n Nam Kong 3

40

45

Attapeu

ang thi công

22 Th y đi nAng Thabeng

16,5

40

Attapeu

ang thi công

23 Th y đi n Nam Khan 2

136

130

Luangprabang

2016

24 Th y đi n Nam Khan 3

67

60

Luangprabang

2016

25 Th y đi n Nam Phay

96

86

Xaisomboun

ang thi công

26 Th y đi n Nam Tha 1

90,73

168

Bokeo

ang thi công

27 Th y đi n MeKhong

33

1285

Xayabuly

28 Th yđi n NamNghiep1

148

272

Borikhamxai

ang thi công

29 Th y đi n Donsahong

25

260

Champasak

ang thi công

30 Th y đi n Nam Park

35

150

Champasak

ang thi công

31 Th y đi n Nam Sana

20

14

Kasi

2014

32 Th y đi n Nam Nhone

10

3

Bokeo

2010

33 Th y đi n Nam song

12

6

Vientiane

2011

34 Th y đi n Nam OU2

48

120

Luangprabang

2016

35 Th y đi n Nam OU5

74

240

Phongsaly

2016

36 Th y đi n Nam OU6

88

180

Phongsaly

2016

13

ang thi công

ang thi công

2016

1.3 Nh ng v n đ k thu t trong tính tốn n đ nh đ p bê tơng tr ng l c.
1.3.1 u c u chung tính tốn n đ nh đ p bê tông tr ng l c [1]
p bê tông tr ng l c là m t h k c u trên n n ch u l c ph c t p, s duy trì n đ nh
c a đ p ph thu c vào s
n đ nh c a đ p t

n đ nh c a k c u đ p và n n. C ch phá ho i d n đ n m t

ng đ i đa d ng.

l t, b lún không đ u do c
Chênh l nh áp l c n

c th

p bê tông tr ng l c m t n đ nh do b tr

t, b

ng đ n n không đ m b o.
ng h l u không ch làm cho đ p có nguy c m t n đ nh

t ng th mà cịn hình thành dịng th m qua đ p và n n. Dòng th m này gây m t n
c a h đ ng th i áp l c c a nó có nh h
v y

c

ng x u đ n n đ nh và đ b n c a đ p. Vì

đ p c n b trí các thi t b ch ng th m nh m gi m thi u các thi t h i c a dòng

th m.
C u t o đ c đi m làm vi c c a đ p, tính ch t c a n n và liên k t c a đ p v i n n là
nh ng nhân t
nh h

nh h

ng tr c ti p đ n nh h

ng c a đ p, yêu c u ng

ng c a đ p. Vì v y đ đánh giá m c đ

i tính tốn ph i hi u bi t v c u t o, đ c đi m làm

vi c c a đ p, c u t o đ a t ng và tính ch t c a đ t đá n n, c ng nh các t i tr ng và t
h p t i tr ng tác d ng vào đ p. Các tính tốn n đ nh ph c v thi t k còn ph i tuân
th theo các qui chu n và tiêu chu n thi t k hi n hành đ đ p đáp ng đ
n ng c ng nh an tồn v

c cơng

n đ nh, v đ b n và kh n ng ch ng th m cho đ p và n n.

1.3.2 H s an toàn n đ nh và đ b n
1.3.2.1 ánh giá an toàn và đ b n đánh giá theo tiêu chu n Vi t nam (Tr ng thái

gi i h n).
Nét đ c thù c a ph

ng pháp tính theo tr ng thái gi i h n là vi c s d ng m t nhóm

các h s an toàn mang đ c tr ng th ng kê: h s t h p t i tr ng n c , h s đi u ki n
làm vi c m, h s tin c y Kn, h s l ch t i n, h s an toàn v t li u K VL . Nhóm các h
s này thay th cho m t h s an toàn chung.
i v i cơng trình và n n cơng trình đ

c g i là đ t đ n tr ng thái gi i h n khi chúng

m t kh n ng ch ng l i các t i tr ng và tác đ ng t bên ngoài, ho c khi chúng b h

14


h ng hay bi n d ng quá m c cho phép, khơng cịn th a mãn đ
thác bình th

c các yêu c u khai

ng.

Các tr ng thái gi i h n: Có 2 nhóm tr ng thái gi i h n
- Tr ng thái gi i h n th nh t: Cơng trình, k t c u và n n c a chúng làm vi c trong
đi u ki n khai thác b t l i nh t, g m: các tính tốn v đ b n và n đ nh chung c a h
cơng trình-n n; đ b n chung c a n n và cơng trình đ t; đ b n chung c a các b ph n
mà s h h ng c a chúng s làm cho vi c khai thác cơng trình b ng ng tr ; các tính
ng su t, chuy n v c a k t c u b ph n mà đ b n ho c đ

toán v

n đ nh c a cơng

trình chung ph thu c vào chúng v.v.
- Tr ng thái gi i h n th hai: Cơng trình, k t c u và n n c a chúng làm vi c b t l i
trong đi u ki n khai thác bình th

ng, g m: các tính tốn đ b n c c b c a n n; các

tính toán v h n ch chuy n v và bi n d ng, v s t o thành ho c m r ng v t n t và
m i n i thi công; v s phá ho i đ b n th m c c b ho c đ b n c a k t c u b ph n
mà chúng ch a đ

c xem xét

tr ng thái gi i h n th nh t.

Vi c đánh giá s xu t hi n các tr ng thái gi i h n đ

c th c hi n b ng cách so sánh

các tr s tính tốn c a ng l c, ng su t, bi n d ng, chuy n v , s m r ng khe n t...
v i kh n ng ch u t i t

ng ng c a cơng trình, đ b n c a v t li u, tr s cho phép c a

b r ng khe n t, bi n d ng... các tr s này đ

c quy đ nh trong các quy ph m.

- i u ki n đ m b o n đ nh hay đ b n c a cơng trình là:
nc .N tt ≤ m.

R
Kn

(1-1)

Trong đó:
n c - h s t h p t i tr ng
N tt - tr s tính toán c a t i tr ng t ng h p;
m - h s đi u ki n làm vi c
R - tr s tính tốn c a s c ch u t ng h p c a cơng trình hay n n.
K n - h s tin c y đ

c l a ch n theo c p cơng trình và t h p t i tr ng.

Khi ki m tra theo (2-1), đ đ m b o đi u ki n kinh t , th
ph i không v

t quá (10 ÷ 15)% so v i đ i l

l i nh t.
- Hay ki m tra theo công th c:

15

ng

ng yêu c u đ i l

ng

v

v trái ng v i t h p t i tr ng b t