Nghiên cứu lựa chọn giải pháp chống thấm cho nền đập hồ chứa khuôn vố bắc giang

LỜI CẢM ƠN
Tác giả luận văn xin được cảm ơn sâu sắc đối với thầy giáo hướng dẫn
GS.TS.Lê Kim Truyền đã hướng dẫn và chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình thực
hiện luận văn tốt nghiệp.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo tham gia giảng dạy khóa cao
học 18 trường Đại học Thủy lợi đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt cho tơi những
tri thức khoa học quý giá.
Tác giả cũng xin cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Thủy lợi, khoa Sau đại
học và Bộ mơn Xây dựng Cơng trình thủy đã tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt
cơng việc nghiên cứu khoa học của mình.
Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp
đã giúp đỡ, đơng viên, khích lệ để luận văn tốt nghiệp được hoàn thành tốt đẹp.
TÁC GIẢ


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu trích
dẫn là trung thực. Các kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được người nào
công bố trong bất kỳ công trình nào khác./.
Kiều Văn Hải


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Trong xây dựng các cơng trình thủy lợi, thủy điện cơng tác xử lý chống thấm
cho nền cơng trình thường khơng thể thiếu được. Việc chống thấm cho nền thường
rất phức tạp phụ thuộc vào nhiều yếu tố tự nhiên, giải pháp kỹ thuật và công nghệ
thi công.
Trong xu hướng phát triển kỹ thuật xây dựng nói chung và xử lý nền nói

riêng có rất nhiều tiến bộ, nhiều giải pháp đã được ứng dụng mang lại hiệu quả cao.
Việc nghiên cứu lựa chọn giải pháp thích hợp với đặc điểm địa chất của nền móng
và cơng nghệ thi cơng mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao.
Với cơng trình hồ chứa Khn Vố tỉnh Bắc Giang có đặc điểm địa chất khá
phức tạp móng tuyến đập được đặt trên các đới đá phong hóa mạnh đến phong hóa
vừa và phong hóa nhẹ yêu cầu chống thấm cho nền phải tạo màng chống thấm ở
dưới nền đập, kéo dài đường thấm dưới nền nhằm hạn chế thấm trong các đới đá
đồng thời giảm bớt áp lực thấm lên đáy móng cơng trình. Việc lựa chọn một giải
pháp cho phù hợp với đặc điểm tự nhiên, kết cấu cơng trình này mang lại hiệu quả
kinh tế và bảo đảm điều kiện kỹ thuật cho cơng trình.
2. Mục đích của đề tài:
Nghiên cứu tổng quan các giải pháp chống thấm cho nền cơng trình và điều
kiện ứng dụng của từng giải pháp.
Đề xuất lựa chọn giải pháp chống thấm cho nền đập hồ chứa Khuôn Vố.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu tài liệu liên quan dến giải pháp chống thấm cho nền cơng trình.
Kế thừa những kết quả đã nghiên cứu về chống thấm cho nền cơng trình.
4. Kết quả dự kiến đạt được:
Nắm được tổng quan các phương pháp xử lý chống thấm cho nền cơng trình
và điều kiện ứng dụng.
Đề xuất giải pháp chống thấm cho nền đập hồ chứa Khuôn Vố.


2

CHƯƠNG 1
NGUYÊN NHÂN PHÁT SINH VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA
DỊNG THẤM DƯỚI ĐÁY MĨNG CƠNG TRÌNH
1.1 Mở đầu
Khi xây dựng các cơng trình trên nền đất yếu hoặc đá phong hóa thường cơng

trình tiếp xúc với nền đất nền, hai bên vai cơng trình là những bộ phận thường là
loại thấm nước, trừ khi cơng trình đặt trên nền đá tốt và được xử lý phần tiếp giáp
theo đúng quy trình kỹ thuật. Để bảo đảm cho cơng trình ổn định và khơng bị mất
nước chúng ta phải xử lý chống thấm tốt, trước hết phải tìm nguyên nhân phát sinh
dịng thấm để có giải pháp phù hợp với diều kiện tự nhiên của nền và đạt yêu cầu kỹ
thuật, giá thành hạ.
1.2 Nguyên nhân phát sinh dòng thấm dưới đáy móng cơng trình
Khi cơng trình làm việc, sẽ tạo ra sự chênh lệch mực nước giữa thượng và hạ
lưu. Nước sẽ di động qua các kẽ rỗng trong đất nền và hai bên vai cơng trình tạo
thành dịng thấm. Đối với cơng trình và mơi trường xung quanh, dòng thấm gây ra
những ảnh hưởng bất lợi như sau:
- Làm mất nước từ hồ chứa;
- Gây áp lực lên các bộ phận cơng trình giới hạn miền thấm (bản đáy, tường
chắn...);
- Mất ổn định cơng trình: xói nền, xói vai đập…;
- Có thể làm biến hình đất nền và hai vai, đặc biệt là ở khu vực dòng thấm thốt
ra, có thể dẫn đến sụt lún, nghiêng, lật cơng trình;
- Dịng thấm hai bên vai cơng trình khi thốt ra hạ lưu có thể làm lầy hố một
khu vực rộng, làm ảnh hưởng đến ổn định của bờ và điều kiện đi lại, sản xuất ở hạ
lưu công trình.
Dịng thấm trong mơi trường đất rỗng được chia thành 2 loại:


3

1.2.1. Dịng thấm có áp
Khi nó bị giới hạn từ phía trên bởi biên cứng, dịng thấm khơng có mặt
thống; chuyển động của dòng thấm giống như nước chảy trong ống có áp. Đây là
trường hợp khi xét dịng thấm dưới đáy các cơng trình.
1.2.2. Dịng thấm khơng áp

Khi nó khơng bị giới hạn từ phía trên bởi cơng trình. Đây là trường hợp dịng
thấm hai bên vai cơng trình, dịng thấm qua đập đất. Giới hạn phía trên của dịng
thấm là mặt thống hay mặt bão hồ, tại đây có áp suất bằng áp suất khí trời.
1.3 Những vấn đề cơ bản của dịng thấm dưới đáy móng cơng trình
Nhiệm vụ của nghiên cứu dịng thấm là tìm ra quy luật chuyển động của nó
phụ thuộc vào hình dạng, kích thước các bộ phận cơng trình là biên của dòng thấm;
xác định các đặc trưng phân bố áp lực thấm lên các bộ phận cơng trình, phân bố
gradien thấm trong miền thấm, và trị số lưu lượng thấm. Trên cơ sở các tính tốn
này, người thiết kế sẽ chọn được hình thức, kích thước, cấu tạo hợp lý của cơng
trình, đảm bảo điều kiện làm việc an tồn của nó ( ổn định về trượt, ngăn ngừa biến
hình nền…) và tính kinh tế của phương án chọn.
Vấn đề nghiên cứu dòng thấm từ lâu đã thu hút sự quan tâm của các nhà
khoa học thế giới. Vào thế kỷ 18 đã có các cơng trình nghiên cứu của Lơmơnơxơv,
Becnoulli, Euler. Từ năm 1856, Darcy đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm và tìm
ra định thấm tuyến tính mà ngày nay được gọi là định luật thấm Darcy.
Những thành tựu nổi bật về lý thuyết thấm đã được công bố trong các tác
phẩm của Jucovxki(1898), Pavlovxki(1922). Đóng góp vào sự phát triển phương
pháp thủy lực trong lý thuyết thấm có công của Duypuy, Côzeny, Aravin, Numerov,
Ughintrux, Trugaev và nhiều nhà khoa học khác. Việc giải bài toán thấm bằng
phương pháp thủy lực đã đạt được kết quả phong phú cho các sơ đồ bài tốn phẳng
của thấm có áp. Với bài tốn thấm khơng có áp mới chỉ giải quyết được cho một số
sơ đồ đơn giản.


4

Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của các phương pháp số và cơng cụ
máy tính, nói chung có thể giải được bài toán thấm với biên bất kỳ cho bài tốn
phẳng và bài tốn khơng gian, thấm ổn định và không ổn định…
1.4 Những nhân tố cơ bản ảnh hưởng đến dịng thấm dưới đáy móng cơng trình

Một trong những vấn đề quan trong nhất cần phải giải quyết khi thiết kế
cơng trình thủy lợi là dự báo chế độ của hệ thống cơng trình – nền. Sự phức tạp của
bài toán này được thể hiện ở chỗ: cần phải tính đến hàng loạt các yếu tố tác động
như: địa hình, các điều kiện địa chất cơng trình; các đặc thù kết cấu của cơng trình
cũng như các biện pháp và kết cấu chống thấm ở thân và nền cơng trình; khả năng
dao động mực nước ở thượng hạ lưu… Độ chính xác trong xác định các tính chất
thấm của các loại đất ở thân và nền của đập đất. Mặc dù, đã có nhiều thành tựu về
phát triển các phương pháp và phương tiện kỹ thuật nhằm xác định các tính chất cơ
lý của đất, trong nền có kết cấu địa tầng phức tạp, giá trị tính tốn các thơng số của
dịng thấm phụ thuộc vào sự tương tác của các hệ số thấm giữa các lớp đất nền.Việc
hồn thiện nghiên cứu thấm trong nền cơng trình cần gắn với việc cải thiện phương
pháp khảo sát địa chất cơng trình nói chung và trong việc xác định các tính chất đất
nền nói riêng.
1.5 Các mơ hình tính tốn thấm dưới đáy móng cơng trình
1.5.1. Tính thấm bằng phương pháp giải tích
1.5.1.1. Phương pháp cơ học chất lỏng
Phương pháp này do Viện sĩ N.N. Pavlôpxki khởi xướng và đã đạt được lời
giải chính xác cho một số bài tốn thấm có biên đơn giản.
Trong bài tốn thấm phẳng, gọi h là hàm số cột nước thấm, ta có:
h = h (x, y).

(1.1)

Trong môi trường thấm với các giả thiết đã nêu ở phần trên, phương trình vi
phân cơ bản của dòng thấm là:
∂2 h ∂2 h
+
=
0
∂x 2 ∂y 2

(1.2)


5

Với cơng cụ tốn học là các hàm giải tích một biến phức z = x + iy, tác giả
đã tìm được thế vị phức của dịng thấm trong một số bài tốn đơn giản. Chuyển
động của dịng thấm được mô tả bởi lưới thấm gồm 2 họ đường:
- Đường đẳng thế, gọi tắt là đường thế, là tập hợp các điểm có cùng cột nước
h (h = const).
- Đường dòng là quỹ đạo chuyển động của một hạt nước trong miền thấm.
1.5.1.2. Phương pháp cơ học chất lỏng gần đúng
Với các đường viền thấm phức tạp có 2, 3 hay nhiều hàng cừ, Pavlôpxki đã
dùng phương pháp phân đoạn để giải gần đúng bài tốn thấm. Sau đó Trugaep đã
phát triển thành phương pháp hệ số sức kháng, đưa ra các cơng thức giải tích để tính
hệ số sức kháng cho từng đoạn. Viện sĩ Lavrenchiep đề xuất phương pháp biến đổi
các cừ, dẫn đến các bảng tra để xác định áp lực thấm tại các điểm đặc trưng của
đường viền thấm.
1.5.1.3. Phương pháp tỷ lệ đường thẳng
Vài nét lịch sử: Khi phương pháp cơ học chất lỏng chưa phát triển thì người
ta đã dùng phương pháp tỷ lệ đường thẳng (TLĐT) để giải các bài toán thấm qua
nền cơng trình. Phương pháp này do Blai đề xướng dựa trên các tài liệu quan trắc từ
các cơng trình thực tế. Ơng cho rằng dọc theo tia dịng đầu tiên (đường viền thấm
của cơng trình), độ dốc thuỷ lực khơng thay đổi, khơng phụ thuộc vào hình dạng
của đường viền thấm (có cừ hay khơng có cừ). Từ giả thiết này, có thể vẽ được biểu
đồ áp lực thấm lên đáy cơng trình, tính được gradien và lưu tốc thấm bình qn
trong tồn miền thấm.
Trong q trình giải bài tốn thấm, dựa vào sự quan trắc tỷ mỉ hơn quá trình
tổn thất cột nước thấm dọc theo đường dịng đầu tiên, Len đã phát hiện ra rằng trên

những đoạn đường viền thẳng đứng, mức độ tiêu hao cột nước thấm lớn hơn so với
đoạn đường viền nằm ngang. Từ đó Len đã đề xuất việc cải tiến phương pháp của
Blai để các kết quả thu được phù hợp với thực tế hơn.
Ngày nay mặc dù đã có nhiều phương pháp hiện đại để tính thấm, nhưng
phương pháp TLĐT vẫn cịn được sử dụng trong những trường hợp sau:


6

- Đối với các cơng trình nhỏ, tầng thấm mỏng, đường viền thấm đơn giản:
giải theo phương pháp TLĐT cho kết quả chính xác theo yêu cầu kỹ thuật.
- Đối với các cơng trình lớn: thường dùng phương pháp TLĐT để sơ bộ kiểm
tra chiều dài đường viền thấm trước khi đi vào tính tốn theo các phương pháp
chính xác hơn.
- Đối với các cơng trình trên nền đá: thường áp dụng phương pháp này để
tính tốn áp lực thấm lên đáy cơng trình.
1.5.2. Tính thấm bằng phương pháp sử dụng lưới thấm
1.5.2.1. Khái niệm lưới thấm
Trong môi trường đồng nhất, đẳng hướng, lưới thấm được hình thành bởi hai
họ đường cong trực giao nhau. Các đường cong này thể hiện hình ảnh chuyển động
của các hạt nước trong mơi trường thấm.
- Đường dòng: biểu diễn quỹ đạo của các phần tử nước chuyển động trong
miền thấm;
- Đường thế (gọi tắt của đường đẳng thế hay đường đẳng cột nước): tập hợp
các điểm có cùng cột nước thấm.
Trên hình 2-7a thể hiện một lưới thấm đã vẽ xong, trong đó đường viền thấm
dưới đáy cơng trình là đường dịng đầu tiên (A-M); mặt tầng khơng thấm là đường
dịng cuối cùng (I-I). Đường đáy sơng (kênh) phía thượng lưu (OA) là đường thế
đầu tiên; đường đáy thoát nước ở hạ lưu (MN) là đường thế cuối cùng. Phần miền
thấm giữa 2 đường dòng kề nhau gọi là ống dòng; phần miền thấm giữa 2 đường thế

kề nhau gọi là dải thế.


7
Jr
a)

b)

H

20
1

19
18

17

16

15

14

13 12 11 10 9

8

7

6

5

4

3

2

Hình 1.1: Sơ đồ tính thấm bằng phương pháp lưới
a) Lưới thấm; b) Biểu đồ gradien thấm J r
R

Hai họ đường dòng và đường thế tạo thành một lưới có các mắt lưới hình
vng cong. Tại những vị trí mà các đường dịng, đường thế gần sát vào nhau là nơi
có dịng thấm mạnh (gradien thấm lớn); ngược lại, tại vị trí có các đường dịng,
đường thế thưa là nơi có dịng thấm yếu.
Lưới thấm chỉ phụ thuộc vào dạng hình học của miền thấm mà khơng phụ
thuộc vào hệ số thấm, cột nước, chiều dịng thấm, và kích thước tuyệt đối của cơng
trình.
1.5.2.2. Các phương pháp xây dựng lưới thấm
Để xây dựng lưới thấm, có thể sử dụng các phương pháp khác nhau:
a) Phương pháp giải tích: Viết phương trình họ đường dịng, đường thế, như
đã nêu ở mục trên. Phương pháp này chỉ áp dụng được một số sơ đồ miền thấm đơn
giản nhất.
b) Phương pháp thí nghiệm tương tự điện (EGĐA)
Phương pháp này dựa trên cơ sở tương tự về hình thức giữa phương trình mơ
tả dịng thấm và phương trình dịng điện trong môi trường dẫn điện. Viện sĩ

Pavlôpxki đã nghiên cứu dùng máy EGĐA để vẽ lưới thấm cho các dạng miền thấm
khác nhau. Phương pháp này có ưu điểm là bảo đảm mức chính xác cao, giải được
các trường hợp miền thấm phức tạp, môi trường thấm không đồng nhất, khơng đẳng
hướng, và các bài tốn thấm khơng gian.
c) Phương pháp thí nghiệm trên mơ hình khe hẹp: Dựa trên sự tương tự về
hình thức giữa phương trình mơ tả dịng thấm trong mơi trường thấm với phương


8

trình mơ tả dịng chảy tầng của chất lỏng nhớt trong một khe hẹp giữa 2 tấm kính,
Aravin đã thiết lập được các biểu thức tương quan giữa 2 loại chuyển động này.
Trong thí nghiệm, dùng các tia màu để đánh dấu đường dịng và dùng suy diễn
(theo tính chất trực giao của lưới thấm) để vẽ họ đường thế.
Do những khó khăn về kỹ thuật thực hành, phương pháp mơ hình khe hẹp
cịn chưa được ứng dụng rộng rãi.
d) Phương pháp vẽ lưới bằng tay: Dựa vào các đặc điểm của lưới thấm như
đã mô tả ở mục 1, có thể vẽ được lưới thấm bằng tay cho những miền thấm phẳng,
đồng nhất đẳng hướng. Cách thức thực hiện là vẽ và sửa dần cho đến khi đạt được
một lưới thấm trực giao có các mắt lưới hình vng cong. Mức độ chính xác của
phương pháp phụ thuộc vào trình độ và kinh nghiệm của người vẽ, nói chung có thể
đạt được độ chính xác u cầu của bài tốn kỹ thuật.
1.5.3. Tính thấm bằng phương pháp số
Xuất phát từ phương trình cơ bản và các điều kiện biên, có thể sử dụng các
phương pháp số để tìm các đặc trưng của dòng thấm. Thường sử dụng 2 phương
pháp chính là phương pháp sai phân và phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH).
1.5.31. Phương pháp sai phân
Miền thấm được chia thành những ơ hình chữ nhật có kích thước các ơ lưới
bằng nhau a x b như hình 1.2.
x, y+b

b

x - a, y

x, y

b

x+a, y

x, y - b
a

a

a

Hình 1.2: Sơ đồ lưới sai phân
Các đại lượng vi phân dh, dx, dy được chuyển thành những đại lượng sai
phân tương ứng ∂ h, ∂ x, ∂ y. Những đạo hàm riêng cấp một và cấp hai
∂h ∂h
,
,
∂x ∂y

∂2h

∂2h

∂x

∂y 2

,
2


9

∂h h(x + a, y) − h(x, y)
=
;
∂x
a




∂ 2 h h(x + a, y) − 2h(x, y) + h(x − a, y) 
=
;
∂x 2
a2


∂h h(x, y + b) − h(x, y)

=
;


∂x
b

2
∂ h h(x, y + b) − 2h(x, y) + h(x, y − b) 
=
,

b2
∂y 2


(1.3)

Trong đó x, y là tọa độ của điểm nút cần xét thuộc lưới.
Việc tìm nghiệm của phương trình ∂ h = 0 chuyển thành việc giải một hệ
phương trình đại số tuyến tính để tìm các giá trị h(x, y) tại những điểm nút.
Phương pháp sai phân tuy đơn giản nhưng ít được dùng để giải các bài tốn
thấm có điều kiện biên phức tạp do những nhược điểm về kỹ thuật chia lưới.
1.5.2.2. Phương pháp phần tử hữu hạn
Theo phương pháp này, miền thấm
được chia thành những hình tam giác có
kích thước và hình dạng khác nhau phù hợp

y
m

với các biên và tính chất của dòng thấm ở
các khu vực khác nhau (khu vực có cường
độ thấm mạnh thì chia thành các phần tử có

j
i

kích thước nhỏ và ngược lại).
Trong bài tốn thấm phẳng, ổn định,
cột nước h(x, y) tại một điểm bất kỳ được

x

Hình 1.3: Sơ đồ phần tử tam
giác

xác định khi biết giá trị cột nước h tại 3
đỉnh i, j, m của phần tử (hình 1.3):
.
Với sự hỗ trợ của máy tính điện tử, phương pháp phần tử hữu hạn đã trở
thành thông dụng và là một công cụ mạnh để giải các loại bài tốn thấm khác nhau:
có áp và không áp, ổn định và không ổn định, phẳng và không gian...


10

1.6 Xử lý chống thấm cho nền đập ở một số cơng trình trên thế giới và Việt Nam
Bảng 1.1: Một số cơng trình xử lý nền bằng khoan phụt ở Việt Nam

Nội dung và quy mơ,
TT

Tên cơng trình

thơng số kỹ
thuật cơng trình

Tổng

Thời gian

giá

thực hiện

trị hợp

Chủ đầu

đồng

Bắt

Hồn

(106

đầu

thành

P

P

tư

VNĐ

1

Cơng trình thủy
điện Đa Mi

chiều sâu khoan <30m,

Ban
7706

1997

2000

Quản lý

với khối lượng 10426m

DATĐ 6

Cơng trình thủy

Khoan phụt chống thấm

Ban

lợi Cà Giây

thân đập, chiều sâu

(Bình Thuận)

khoan <25m

( Lâm Đồng)
2

Khoan phụt xử lý nền,

660

1998

2000

Quản lý
DATL415

Khoan phụt tạo màng

3

Cơng trình hồ

chống thấm, gia cố &

chứa nước Tân

khoan tiêu nước nền đập;

Giang ( Ninh

khoan phụt đá cấp 7-8

Thuận)

với chiều sâu khoan

Ban
3395

1999

2000

Quản lý
DATL415

<30m
4

Cơng trình hồ

Khoan phụt chống thấm

chứa nước Sơng

gia cố nền đập,khoan qua

Lịng Sơng

đá, chiều sâu khoan <30m

Cơng trình
5

hồ chứa nước
EAKAO
( Đắk Lắk)

Ban
586

2002

2003

Quản lý
DATL415

Khoan phụt xử lý thấp
Tràn; Khoan phụt qua đá
cấp
7-8; chiều sâu

hố khoan <20m

Sở
120

2002

2002

NN&PTNT
tỉnhĐắk Lắk


11

6

Cơng trình Hồ

Khoan phụt xử lý nền

chứa nước

đập chính; Khoan phụt qua

EASÚP Thượng

đất, đá cấp 4-6; chiều

(Đắk Lắk)

sâu hố khoan <20m

Cơng trình Hồ
7

chứa nước Bn
Joong(Đắk Lắk)

589.7

2001

2002

2001

2003

Khoan phụt xử lý nền
2002

cấp 4-6; chiều

2003

Khoan phụt xử lý chống
8

Lô (Đắk Lắk)

đất, đá cấp 4-6; chiềusâu

DATL 413

Quản lý
DATL 413

sâu hố khoan <20m
thấm đập chính; khoan qua

Quản lý

Ban

đập; Khoan phụt qua đất, đá

Cơng trình Đăk

Ban

Ban
825

2003

2003

Quản lý
DATL 413

khoan <20m
Khoan phụt chống thấm &
9

Cơng trình thủy

gia cố nền đập; khoan qua

điện Quảng Trị

đá cấp 7-8; chiều sâu khoan

3005

2005

2006

8; chiều sâu khoan <30m;

1000

2004

2004

Khoan phụ xử lý nền đập

1000

2004

2006

544

2004

2004

Ban Quản lý
DATĐ 2

<30m
Khoan phụt cống dẫn dịng;
Cơng trình thủy
10

điện A Vương Quảng Nam

khoan qua bê tông, đá cấp 7-

dâng, khoan qua đá cấp 7-8;

Ban
Quản lý
DATĐ 3

chiều sâu khoan<50m

Cơng trình thủy
11

điện Akroet - Đà
Lạt - Lâm Đồng
Cơng trình hồ

12

chứa Định Bình(
Bình Định)

Khoan phụt gia cố hành lang
đường ống áp lực
Khoan phụt xử lý và khoan
tiêu nước nền đập, khaon
qua đá cấp 7-8; chiều sâu
khoan <30m

Công ty
điện lực 2
Ban

13091

2005

2006

Quản lý

DATL 410


12

Bảng 1.2: Một số cơng trình sửa chữa đập bằng khoan phụt trên thế giới

V.

TT

Tên đập

Nước

liệu

Chiều

Chiều

làm

cao

dài

lõi

(m)

(m)

giữa

Năm
xảy

ra sự trắc được

Arkabutla

USA

25

2

Amensse

Switzland

17

140

1956

14

548

1956

60

681

1961

4

Battle
River
Bomba

Canada

ML

Italy

Biện pháp đã
sử dụng

cố

1

3

Hư hỏng quan

1948

Xuất hiện
nước đục
Thấm quá
mức

Phụt vữa
Phụt vữa

Thấm quá

Lấp vết nứt,

mức, xoáy

lỗ sụt

Thấm quá
mức

Phụt vữa

Boqueirao
5

de

Brazin

CL

1958 Nứt

60

Lấp lỗ sụt

Cabeceiras
Xuất hiện
6

Caldeirao

Brazin

CL

22

1957

nước đục
Thấm quá

Phụt vữa

mức
Xuất hiện
nước đục
7

Bullileo

Chile

GC

70

270

1982 Thấm quá
mức, xuất
hiện lỗ sụt

8

Caspe

Spain

55

380

1989

Thấm quá
mức, xuất

Lấp vết nứt,
lỗ sụt.
Hạ mực
nước hồ
Phụt nền


13

hiện lỗ sụt
Xuất hiện
9

Churchill
Falls

Canada

SM

21

410

1972

nước đục

Đắp đê quây

Thấm quá

TL

mức
10

11

Daggs

Golder

12

Great Lake

13

Hewenden

14

15

16

17

Kibum

USA

USA

Britain
Great
Britain
South

Wen

Britain

Martin

USA

Lower

Great

Slade

Britain

CL

1973

762

1964

8

515

1967

12

230

1972

51

Africa

Great

19

40

Great

Lluest

Logan

CL

825

20

1981

Xuất hiện hố
sụt
Thấm quá
mức
Thấm quá
mức
Xuất hiện hố
sụt
Xuất hiên
nước đục

30

11

1870

120

Hạ mực
nước hồ
Phụt vữa
Lấp hố sụt
Lấp hố sụt
Quan trắc,
khảo sát,
phụt vữa

Xuất hiên

Hạ mực

1969 nước đục,

nước hồ

lỗ sụt

CL

Lấp lỗ sụt

1964

1970

Thấm quá
mức
Xuất hiện hố
sụt

Phụt vữa
Quan rắc,
khảo sát,
phụt vữa
Lấp hố sụt

Xuất hiện
18

Magic

USA

CL

41

214

1911 nước đục, lún
đập, thấm

Lấp hố sụt

14

manh, nứt
Nứt, chuyển vị
19

Shell Oil

USA

SM

14

114

1954 ngang,

Lấp hố sụt

thấm mạnh
20

Tarbela

Pakistan

GC

145

2743

1974

Xuất hiện hố
sụt

Lấp hố sụt

Xuất hiện
nước đục
21

Teton

USA

ML

93

225

1976 Thấm quá
mức, xuất

Lấp hố sụt,
hạ mức nước
hồ

hiện lỗ sụt
22

Three
Sister

Canada

21

670

1974

Xuất hiện hố
sụt

Walter F.
23

George

USA

CL

52

4140

1968 Hố sụt

USA

CL

52

4140

1982

Lock (A)
Walter F.
24

George
Lock (B)

Thấm quá
mức

Lấp hố sụt
Quan trắc
phụt vữa

Lấp hố sụt

Sục cát lên,

25

Washakie

USA

SW

19

381

1935 xuất
hiện hố sụt

Lấp hố sụt


15

Kết luận chương 1
Khi xây dựng các cơng trình trên nền thấm nước, nếu tạo ra sự chênh lệch cột
nước giữa thượng hạ lưu cơng trình thì khả năng sẽ tạo ra dịng thấm. Khi có dịng
thấm qua cơng trình sẽ làm cho hồ mất nước thượng lưu và dòng thấm có thể gây nên
mất ổn định cơng trình; dịng thấm mạnh hay yếu phụ thuộc chủ yếu vào tính chất cơ
lý của nền, loại đất đá, mức độ phong hóa…độ chênh cột nước và chiều dài đường
thấm (J). Để tính tốn mức độ thấm nước dưới đáy cơng trình có nhiều phương pháp,
lựa chọn phương pháp nào cần phải phân tích điều kiện thưc tế và yêu cầu kết quả
cao hay thấp. Kết quả tính tốn là những số liệu ban đầu để đánh giá khả năng mất
nước của nền cơng trình và giải pháp xử lý chống thấm cho nền. Trong thực tế ngồi

kết quả tính tốn cần phải tiến hành ép nước thí nghiệm ngồi hiện trường để đánh
giá mức độ chống thấm của nền cơng trình.


16

CHƯƠNG 2
NHỮNG GIẢI PHÁP CƠ BẢN XỬ LÝ CHỐNG THẤM CHO NỀN ĐẬP
2.1 Mở đầu
Đối với cơng trình thủy lợi, sức phá hoại của tự nhiên là một yếu tố thường
xuyên tồn tại. Cho đến nay, toàn bộ lý luận và kinh nghiệm mà lồi người đã tích lũy
được trong thực tiễn tuy đã có thể hạn chế được khả năng phá hoại cơng trình trong
một phạm vi nhất định nhưng vẫn khơng thể xóa bỏ triệt để được khả năng này.
Trong các yếu tố tự nhiên uy hiếp an tồn của cơng trình thủy lợi thì yếu tố
chủ yếu là điều kiện thủy văn, thủy lực và địa chất. Ngoài ra các yếu tố do con
người gây ra như công tác khảo sát, thiết kế, thi công, vận hành và quản lý cơng
trình khơng hợp lý hay khơng đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật, hay cả những tác
động phá hoại môi trường như đốt phá rừng bừa bãi, việc đơ thị hóa làm giảm diện
tích lớp phủ thực vật dẫn đến thay đổi môi trường tự nhiên làm thay đổi điều kiện
khí hậu, chế độ thủy văn, thủy lực của các lưu vực sông, v.v… cũng gây ra những
thảm họa, những sự cố cơng trình thủy lợi khơng chỉ thiệt hại về của cải vật chất mà
nhiều khi tổn thất về nhân mạng cũng rất nghiêm trọng.
Các nguyên nhân gây sự cố ở các đập có thể phân theo nhóm chủ yếu:
•

Ngun nhân do yếu tố tự nhiên (địa chất, mưa bão, lũ…).

•

Nguyên nhân do yếu tố khảo sát, thiết kế.

•

Ngun nhân do yếu tố thi cơng.

•

Ngun nhân do yếu tố quản lý, vận hành.
Do đặc thù của đập đất có thể xây dựng trên nhiều loại nền, dễ thích ứng với

độ lún của nền, tận dụng được vật liệu địa phương, giảm giá thành, thi công đơn
giản… nên ngày càng được phổ biến rộng rãi ở nước ta cũng như trên thế giới. Tuy
nhiên cũng có khơng ít số lượng đập đất được xây dựng trên nền đất yếu (về cường
độ hoặc khả năng chống thấm hoặc cả hai) và trong quá trình triển khai xây dựng
một cơng trình đập đất nào đó từ khâu khảo sát đến thiết kế, thi công và quản lý vận
hành, do nhiều nguyên nhân khác nhau mà không đánh giá đúng thực trạng địa chất


17

của nền để xác định giải pháp kỹ thuật xử lý nền phù hợp dẫn đến các sự số đáng
tiếc cho cơng trình. Những giải pháp xử lý chống thấm cho nền đập:
- Tường chống thấm bằng tường răng kết hợp lõi giữa;
- Chống thấm bằng sân phủ;
- Chống thấm bằng cừ;
- Khoan phụt vữa xi măng ;
- Phương pháp tạo hào chống thấm bằng vật liệu – Xi măng- Bentômite;
- Các giải pháp kết hợp.
2.2 Đặc điểm và phân loại nền đập
Nền đập đất phải bảo đảm các yêu cầu cơ bản sau đây:

- Đủ cường độ chống cắt;
- Chịu tải tốt;
- Ít thấm nước.
Nền có cường độ chống cắt nhỏ dễ gây mất ổn định cho thân đập. Nếu sức chịu
tải kém nền sẽ lún nhiều và lún không đều. Nền thấm nước mạnh sẽ tiêu hao quá
nhiều nước làm giảm hiệu ích của hồ, mặt khác có thể gây xói ngầm và đẩy trồi đất.
Dựa vào địa chất người ta phân nền thành 4 loại:
- Nền đá hoặc nền đá có lớp phủ khơng dày;
- Nền sỏi, cuội rất dày thấm nước mạnh;
- Nền cát nhỏ và có lớp bùn;
- Nền sét.
Hai loại nền đầu tiên thường có cường độ chống cắt cao và chịu tải tốt. Nền sỏi
cuội hoặc đá nứt nẻ nhiều có nhược điểm thấm nước mạnh.
Với nền sét chủ yếu phải xét cường độ chống cắt. Nền cát nhỏ và có bùn là loại
nền rất xấu. Nền thiên nhiên phức tạp nếu không được xử lý thích đáng là một trong
những nguyên nhân phá hoại đập. Do đó phải dựa vào các tính chất cơ lý của nền để
thiết kế mặt cắt đập. Bất kỳ nền như thế nào đều có thể đắp đập một cách an toàn
nếu biết xử lý tốt. Trên nền bùn xấu, cường độ chống cắt nhỏ, khả năng thốt nước
kém, có thể đắp đập cao 20 - 30m.


18

Vấn đề thấm nước qua thân đập, biện pháp phòng chống thấm, cấu tạo thân đập,
ổn định của mái và giá thành cơng trình đều liên quan với nền tốt hay xấu. Bởi vậy
phải coi trọng việc lựa chọn và xử lý nền đập đất.
2.3 Đặc điểm và phân loại các phương pháp nhằm tăng ổn định nền nền
2.3.1. Nhóm làm chặt đất trên mặt bằng cơ học
Là một trong những phương pháp cổ điển nhất, đã được sử dụng từ lâu trên
thế giới. Bản chất của phương pháp là dùng các thiết bị cơ giới như xe lu, máy đầm,

búa rung....làm chặt đất. Các yếu tố chính làm ảnh hưởng đến khả năng đầm chặt
của đất gồm: độ ẩm, cơng đầm, thành phần hạt, thành phần khống hố, nhiệt độ
của đất và phương thức tác dụng của tải trọng. Để làm chặt đất cần phải xác định
được độ ẩm tốt nhất ứng với giá trị khối lượng thể tích khô lớn nhất.
Do được làm chặt, các chỉ tiêu về độ bền của đất tăng lên đáng kể, tính biến
dạng và tính thấm giảm đi. Hiện nay phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong
xây dựng đường giao thông, sân bay, các cơng trình thủy lợi và trong xây dựng dân
dụng, cơng nghiệp. Có một số phương pháp làm chặt đất bằng cơ học như sau:
+ Làm chặt đất bằng đầm rơi:
Bản chất của phương pháp là dùng đầm rơi bằng vật nặng làm chặt đất. Vật
đầm thường làm bằng bê tơng cốt thép hoặc bằng gang, có khối lượng từ 2 đến 4 tấn,
cho rơi từ độ cao 4 ÷ 5m. Chiều dày nén chặt của đất phụ thuộc vào đường kính, khối
lượng và chiều cao rơi của vật đầm cũng như tính chất của đất. Thơng thường, độ
chặt của đất tăng lên ở các lớp trên mặt và giảm đi ở những lớp phía dưới.
+ Làm chặt đất bằng đầm lăn:
Bản chất của phương pháp là dùng đầm lăn, xe lu để làm chặt đất. Phương
pháp này thường được sử dụng khi làm đường giao thông. Tuỳ thuộc trọng lượng xe
lu và số lần đầm mà chiều sâu làm chặt có thể đạt đến 0,5 ÷ 0,6 m. Khi dùng đầm
lăn có mặt nhẵn, do chiều dày lớp đất được đầm nhỏ nên hiệu suất đầm thường
thấp, chất lượng đầm khơng đều, khối lượng thể tích của đất giảm theo chiều sâu.
Vì vậy đối với các cơng trình đắp đất lớn dùng đầm mặt nhẵn khơng hiệu qủa. Đối
với các loại đất dính dạng cục thì dùng đầm lăn chân dê mang lại hiệu qủa cao hơn,


19

chất lượng đầm đều hơn và tạo ra mặt ráp liên kết tốt giữa các lớp đất đầm với
nhau.
Hiện nay, người ta còn sử dụng cả đầm lăn bánh hơi để đầm chặt cả đất dính
và đất rời. Mức độ đầm chặt phụ thuộc vào số lần đầm, chiều dày lớp đầm, áp suất

bánh xe, tải trọng xe, vận tốc di chuyển của xe cũng như độ ẩm và cấu tạo của đất.
Muốn đất được đầm chặt như nhau ở mọi nơi thì yêu cầu tải trọng đầm phải phân bố
đều lên các bánh xe, không phụ thuộc vào độ gồ ghề của mặt đất và sức chịu tải của
đất tại các vị trí đầm.
+ Làm chặt đất bằng đầm rung:
Phương pháp làm chặt đất bằng đầm rung chủ yếu dùng để nén chặt đất cát.
Nếu hàm lượng hạt sét trong đất nhỏ hơn 6% thì hiệu qủa nén chặt thường gấp 4 ÷ 5
so với các phương pháp đầm nén khác. Bản chất của phương pháp là dùng các chấn
động tạo ra các dao động liên tục có tần số cao và biên độ nhỏ, làm cho tính tồn
khối của đất bị phá họai, các hạt cát di chuyển đến chỗ trống giữa các hạt có kích
thước lớn hơn. Tác dụng của đầm rung lớn nhất khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng
khi mà tần số dao động của máy trùng với tần số dao động của đất đầm.
Chiều dày lớp đất được làm chặt bằng đầm rung thường thay đổi từ 0,3 đến
1,5 m, đôi khi đến 2 m.
2.3.2. Nhóm làm chặt đất dưới sâu bằng chấn động và thuỷ chấn
Khi đất cát hoặc đất đắp có chiều sâu phân bố lớn thường dùng phương pháp
chấn động hoặc thủy chấn để nén chặt.
+ Nén chặt đất bằng chấn động:
Để nén chặt đất cát ở dưới sâu người ta thường dùng các loại đầm chuỳ có
tần số 2900 ÷ 3000 vòng/phút. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu qủa nén chặt đất là
gia tốc chấn động, độ ẩm của đất, khoảng cách giữa các vị trí đầm, tính đàn hồi của
đất và bán kính máy chấn động. Khi làm chặt đất cát ở độ sâu nhỏ hơn 3 m thì bán
kính làm chặt có thể đạt 1,5 m. Khi bán kính máy chấn động tăng thì gia tốc chấn
động và hệ số nén chặt chấn động cũng tăng lên.
+ Nén chặt đất bằng thủy chấn:


20

Khi lớp cát cần nén chặt có chiều dày lớn thì người ta dùng phương pháp

thủy chấn. Bản chất của phương pháp là vừa phun nước vừa tạo chấn động tác dụng
vào đất cát. Khi đó lực dính giữa các hạt giảm đi, các hạt lớn sẽ lắng xuống còn các
hạt nhỏ sẽ nổi lên, hình thành chuyển động xoắn ốc làm phát sinh cấp phối mới và
như vậy sẽ hình thành cấp phối tốt nhất của đất ở trạng thái nén chặt.
Để thi công nén chặt đất bằng phương pháp thủy chấn, người ta đóng vào
trong đất những ống thép đường kính 19 ÷ 25mm và có đầu nhọn, phần ống dưới
dài khoảng 50 ÷ 60cm, có đục lỗ xung quanh với đường kính 5 ÷ 6mm. Lợi dụng
sức nước cao áp để đưa ống thép và máy chấn động đến độ sâu thiết kế và cho máy
chấn động làm việc nén chặt đất từ dưới lên trên, mỗi đoạn làm chặt thường từ 30 ÷
40cm trong khoảng thời gian 40 ÷ 120 giây. Sau khi làm chặt được lớp đất thứ nhất
thì lại nâng máy đầm lên làm chặt lớp đất thứ 2 và cứ làm như vậy làm chặt cho đến
khi lên mặt đất.
2.3.3. Nhóm gia cố nền bằng thiết bị tiêu nước thẳng đứng
Đối với các nền đất sét yếu, do hệ số thấm của đất sét rất nhỏ nên qúa trình
cố kết của đất nền ở điều kiện bình thường cần rất nhiều thời gian. Trong khi đó hầu
hết các cơng trình xây dựng lại địi hỏi tốc độ thi cơng nhanh, đảm bảo tiến độ yêu
cầu. Do vậy, người ta thường dùng các thiết bị tiêu nước thẳng đứng kết hợp với gia
tải để làm tăng nhanh tốc độ cố kết của đất nền. Thiết bị tiêu nước thẳng đứng gồm
nhiều loại khác nhau. Nguyên lý làm việc của các loại này là, dưới tác dụng của tải
trọng ngoài, trong đất sẽ xuất hiện gradient thủy lực làm cho nước lỗ rỗng thoát ra
theo phương ngang về phía các thiết bị tiêu nước, sau đó chảy tự do theo phương
dọc theo các thiết bị để thoát nước lên mặt đất. Như vậy, việc đặt các thiết bị tiêu
nước thẳng đứng trong nền đất có tác dụng rút ngắn chiều dài đường thấm và dẫn
đến giảm thời gian hồn thành cố kết. Các cơng nghệ gia cố bằng tiêu nước thẳng
đứng bao gồm:
+ Gia cố nền bằng cọc cát, giếng cát:
Giếng cát và cọc cát được sử dụng rộng rãi để tăng nhanh qúa trình cố kết
của đất nền, làm cho đất nền có khả năng biến dạng đều và nhanh chóng đạt đến

21

giới hạn ổn định về lún. Tùy thuộc vào đặc điểm cơng trình xây dựng và cấu trúc
nền mà người ta dùng cọc cát hay giếng cát.
Giếng cát đóng vai trị thốt nước là chính nên gia cố nền bằng giếng cát
thường đi kèm với biện pháp gia tải để thốt nước nhanh.
Khi gia cố nền bằng cọc cát thì cọc cát vừa có tác dụng nén chặt vừa có tác
dụng thay thế đất nền, do phần lớn độ lún của nền đất kết thúc trong qúa trình thi
cơng, vì thế có thể xây dựng cơng trình ngay mà khơng phải đợi thời gian cố kết nền.
+ Gia cố nền bằng bấc thấm và các thiết bị tiêu nước chế tạo sẵn (PVD):
Bấc thấm là thiết bị tiêu nước thẳng đứng chế tạo sẵn, gồm nhiều loại, chiều
rộng thường 100 ÷ 200mm, dày 3 ÷ 5 mm. Lõi của bấc thấm là một băng chất dẻo
được bọc bởi lớp vải địa kỹ thuật polyeste không dệt, bằng vải địa cơ propylene
hoặc giấy tổng hợp có nhiều rãnh nhỏ để đưa nước lên cao nhờ mao dẫn. Để cắm
bấc thấm vào đất nền đất người ta dùng một máy chuyên dụng tự hành. Sau khi thi
công bấc thấm, người ta cũng tiến hành gia tải nén trước giống như đối với giếng
cát. Để nước thoát ra dễ dàng từ đầu bấc thấm người ta thường phủ lên phía trên
mặt lớp đất yếu một lớp vải địa kỹ thuật và trên lớp vải địa kỹ thuật đắp một lớp cát
hạt to làm lớp thấm nước.
2.3.4. Phương pháp gia cố nền bằng năng lượng nổ
Phương pháp này cũng đã được sử dụng từ lâu trên thế giới. Bản chất của
phương pháp này là dùng năng lượng của sóng nổ để nén chặt đất. Người ta bố trí
các quả mìn dài trong các giếng, phân bố theo mạng lưới tam giác đều và sâu hết
chiều dày lớp đất yếu. Phía trên các qủa mìn người ta đổ cát thành đống hoặc đặt
các thùng đựng cát khơng đáy. Khi mìn nổ, năng lượng được tạo ra sẽ nén đất ra
xung quanh, cát sẽ rơi xuống lấp đầy vào giếng vừa được tạo ra. Sau đó, người ta
tiếp tục đổ thêm cát vào giếng và đầm tới độ chặt yêu cầu.


22

2.3.5. Gia cố nền bằng vải địa kỹ thuật
Trong những năm gần đây, vải địa kỹ thuật đã được ứng dụng rộng rãi ở
nước ta, nhất là trong gia cố nền đường giao thơng. Tùy theo mục đích sử dụng, vải
địa kỹ thuật có thể được sử dụng để: (1) Làm chức năng như mặt phân cách nước
(2) Làm chức năng như vật liệu tiêu nước. Ngoài ra vải địa kỹ thuật cịn dùng để
chống xói mịn, bảo vệ bờ...vv.
2.3.6. Nhóm gia cố nền bằng chất kết dính
Bản chất của các phương pháp này là đưa vào nền đất các vật liệu kết dính
như ximăng, vơi, bitum.....nhằm tạo ra các liên kết mới bền vững hơn nhờ các q
trình hố lý và hoá học diễn ra trong đất, dẫn đến làm thay đổi tính chất cơ lý của
đất nền. Tùy vật liệu đưa vào mà có những cơng nghệ như sau:
+ Gia cố nền bằng phương pháp trộn vôi:
Khi trộn vơi vào đất, vơi có tác dụng hút ẩm làm giảm độ ẩm của đất và đóng
vai trị là chất kết dính liên kết các hạt đất. Khi tác dụng với nước, vơi chưa tơi có khả
năng ngưng kết và đơng cứng nhanh trong vịng 5 đến 10 phút. Qúa trình hyđrát hố
vơi chưa tơi có khả năng hấp thụ một khối lượng nước lớn (32 đến 100% khối lượng
ban đầu) nên nhanh chóng làm nền đất khơ ráo, dẫn đến đất nền được nén chặt.
Để gia cố nền đất yếu ở dưới sâu người ta sử dụng cọc vôi hoặc cọc đất - vôi.
Vôi tác dụng với nước sẽ tăng thể tích nên tiết diện các cọc vơi sẽ tăng lên làm tăng độ
chặt của nền. Ngoài ra các tác động của vật lý và hóa học sẽ làm tăng độ bền nén, lực
dính và góc ma sát trong làm cho sức chịu tải tổng hợp của khối đất gia cố tăng lên.
+ Gia cố nền bằng phương pháp trộn ximăng:
Khi trộn ximăng vào đất sẽ xảy ra qúa trình kiềm và sau đó là q trình thứ
sinh. Q trình kiềm là q trình thủy phân và hyđrát hóa ximăng, được coi là quá
trình hình thành nên độ bền của đất gia cố. Qúa trình kiềm sẽ tạo ra một lượng lớn
hyđroxit canxi làm tăng độ pH của nước lỗ rỗng trong đất, tạo điều kiện thúc đẩy
qúa trình thứ sinh. Ở điều kiện bình thường, các khống vật sét có thành phần hố
học chính là các ơxít nhơm và silíc khá bền vững, khó bị hịa tan, song trong mơi
trường kiềm có độ pH cao, chúng dễ bị hồ tan dẫn đến sự phá hủy của khống vật.

23

Các ơ xít nhơm và silíc ở dạng hịa tan tạo nên một phần vật liệu đông cứng và làm
tăng cường độ của hỗn hợp đất ximăng. Quá trình thứ sinh xảy ra chậm chạp trong
một thời gian dài.
+ Gia cố nền bằng phương pháp trộn bi tum:
Bitum là chất kết dính hữu cơ gồm các chất cácbuahydro khác nhau và các
dẫn xuất không kim loại như ô xy, lưu huỳnh và nitơ.
Khi trộn bitum vào đất, bitum có tác dụng chủ yếu với các hạt sét, còn các
hạt bụi và hạt cát nhờ có bitum mà được dính kết, tích tụ lại dưới dạng ổ hoặc thấu
kính với hình dạng và kích thước khác nhau. Bitum tác dụng với hạt sét tạo thành
hỗn hợp hấp phụ lẫn nhau, có tính đàn hồi, có khả năng gắn chặt các hạt, kết quả là
nhận được vật liệu mới đất - bitum liên kết bởi màng đàn hồi vật chất sét - bitum, ổn
định đối với nước. Phương pháp gia cố đất bằng bitum thường được sử dụng nền
đường giao thơng có chiều dày gia cố nhỏ.
+ Gia cố nền bằng keo polime tổng hợp:
Các chất polime tổng hợp khơng có sẵn trong thiên nhiên mà được tổng hợp
từ dầu mỏ, khí đốt, than đá....Phân tử của chúng gồm rất nhiều khâu, nối với nhau
bởi liên kết hóa học, tạo nên những chuỗi xích có cấu trúc thẳng, phân nhánh và
mạng 3 chiều. Keo polyme tổng hợp có tính bám dính cao, thời gian đông cứng
nhanh. Khi cho keo vào đất các qúa trình hố lý, vật lý và hố học phức tạp giữa các
hạt đất và keo, tạo thành chuỗi xích thẳng đi xun qua khối đất, hình thành bộ
khung khơng gian bao bọc các hạt đất hoặc tiếp xúc các hạt đất, tạo nên cấu trúc
không gian thống nhất với polime. Keo polime tổng hợp thường được sử dụng để
gia cố nền hay làm móng hay mặt đường giao thơng với đất khơng chứa cacbonat
và có độ pH nhỏ hơn 7.
+ Gia cố nền bằng dung dịch vữa ximăng:
Bản chất của phương pháp là phun vào lỗ rỗng của đất đá một lượng vữa

ximăng cần thiết để sau khi đông cứng, làm giảm tính thấm và tăng sức chịu tải của
nền. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi đối với các cơng trình thủy lợi, thích
hợp với các loại cát, đất sỏi và các loại nền đá nứt nẻ, đặc biệt hiệu qủa khi kích