NỘI DUNG YÊU CẦU XỬ LÝ NỀN ĐẬP TRONG DỰ THẢO

“TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN”

Tóm tắt: Bài viết giới thiệu một số quan điểm và qui định về xử lý nền đập đất đầm nén trong tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén đồng thời cung cấp một số thông tin về các biện pháp xử lý ở nước ngoài để các chuyên gia quan tâm tham khảo.

Summary: This article is introduced some points of view and regulations on compressive earthfill dam foundation treatment in compressive earthfill dam design and apply some informations on external treatment methods.

Công ty tư vấn xây dựng thuỷ lợi I (HEC1) được Bộ Nông nghiệp và PTNT giao tổ chức biên soạn Tiêu chuẩn “Thiết kế đập đất đầm nén” thay cho quy phạm QPVN.11.77. Dự thảo đang trình Bộ phê duyệt ban hành sau khi Ban kỹ thuật xây dựng Tiêu chuẩn đã sửa chữa, bổ sung hoàn chỉnh qua nhiều lần hội thảo ở Công ty, Bộ và qua Hội đồng nghiệm thu cấp Bộ, thu hút đóng góp và kinh nghiệm của nhiều chuyên gia trong ngành.

Đập đất đầm nén tuy có yêu cầu không cao đối với nền như các loại hình đập bê tông, nhưng công tác xử lý nền (XLN) có vị trí rất quan trọng, nhất là đối với đập cao, có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và an toàn Đập, đến tiến độ và giá thành xây dựng, là một trong các yếu tố quan trọng trong việc phát triển đập hiện đại. Sự cố đập xảy ra trong và ngoài nước do nguyên nhân về XLN chiếm trên 40% cho thấy điều đó. Vì vậy Dự thảo đã dành một chương – chương 5 “Xử lý nền đập” gồm 4 tiết với 28 điều mà QP 11.77 chưa đề ra. Các nội dung chính đề cập trong Hội thảo này như sau:

1.       Với quan điểm xem nền là một bộ phận hợp thành thống nhất của đập cùng với thân đập làm việc an toàn và bền vững, Dự thảo đã dành một mục quy định về “Công tác khảo sát nền đập và yêu cầu chung đối với nền đập” (mục 5-1).

·         Điều 5.1.1: Dự thảo quy định công tác khảo sát nền Đập phải đánh giá đầy đủ 5 điều kiện cho công tác XLN, trong đó đã lưu ý các điều quan trọng như: phải đánh giá về khả năng xói ngầm chân khay và thân đập khi nền là bồi tích, hoặc có các đứt gãy, các kẽ nứt lớn, các yếu tố vi kiến tạo... có khả năng xảy ra mất nước qua nền khi dâng nước, gây xói tiếp xúc giữa nền và thân đập do nước thấm qua khe nứt ở nền, độ bền, độ co ngót dưới tải trọng của thân đập và nước hồ, ảnh hưởng đến cường độ chịu tải và biến dạng của nền, đồng thời Tiêu chuẩn cũng yêu cầu tư vấn địa chất kỹ thuật cần có khuyến nghị người thiết kế (TK) về biện pháp XLN đảm bảo yêu cầu về chống thấm, ổn định và biến dạng an toàn, kinh tế.

·         Điều 5.1.2: Dự thảo nêu các yêu cầu chung đối với nền đá và nền không phải đá nhằm giúp người TK hiểu rõ và phân biệt tính chất nền đập để lựa chọn loại hình đập và biện pháp XLN phù hợp. Đồng thời dự thảo còn nêu 6 loại nền cần đặc biệt chú ý nghiên cứu xử lý nếu phải đập đất trên đó.

2.       Về XLN đá:

Hiện nay khi gặp nền đá đều có xu hướng chọn loại hình đập bê tông để an toàn và độ rủi ro thấp hơn (như Đập Tân Giang, Lòng Sông, Định Bình, Nước Trong, Sơn La v.v...). Tuy vậy với tuyến rộng loại hình đập đất lại tỏ ra thích hợp đầm nén. Do đó Dự thảo vẫn dành một mục, mục 5-3 với 13 điều quy định về XLN đá nhằm tránh mọi chủ quan và ỷ lại vào các ưu điểm của nền đá mà xem nhẹ việc xử lý, dễ có nguy cơ dẫn đến sự cố. Trong lịch sử xây dựng Đập, sự cố về nền đập đất trên nền đá xảy ra lại chiếm tỷ lệ không nhỏ (gần 30%).

Xử lý nền đá bao gồm XL mặt nền để tạo sự kết dính tốt với thân đập, XL sâu để ổn định thấm và gia cố các lớp mềm yếu xen kẹp. Phần XL mặt nền dự thảo yêu cầu cần tuân thủ “Tiêu chuẩn thi công đập đất bằng phương pháp đầm nén” do Bộ NN & PTNT ban hành (14TCN 120-2002), nêu thêm một số qui định cần thiết và các qui định về XL sâu.

·         Về độ sâu màng phụt, dự thảo quy định căn cứ vào cấp công trình, cột nước làm việc của Đập , điều kiện địa chất và tính thấm nước của nền. Khi nền có lớp cách nước nằm không sâu lắm, màn phụt nên sâu nên cắm vào trong lớp cách nước ít nhất 5m.

·         Về phạm vi khoan phụt chống thấm, dự thảo đề nghị 2 mức:

+    Đối với đập cấp III trở xuống cần phụt đến nền có lượng mất nước 5¸7 Lugeon (tương đương 0.05¸0.07 lít/phút-mét).

+    Đối với đập cấp I, cấp II cần khoan phụt đến nền có lượng mất nước 3¸5 Lu.

3. XLN bồi tích (cát cuội sỏi).

Đây là nền tương đối phổ biến thường gặp trong xây dựng Đập đất (đá) đầm nén, Dự thảo đã dành nhiều điều khoản hơn cho mục này (mục 5-4).

Xử lý nền bồi tích cát cuội sỏi chủ yếu là khống chế dòng thấm, phòng chống xói ngầm gây mất ổn định phá hoại công trình nền và phòng chống thấm mất nước quá mức cho phép.

Kinh nghiệm truyền thống và hiện đại trong và ngoài nước không ngoài các giải pháp cơ bản: trước chặn và sau thoát.

Điều 5-4-1 dự thảo đưa ra các giải pháp cơ bản trên:

+         Chống thấm theo hướng thẳng đứng gồm các biện pháp: đào đắp chân khay, tường hào bentonit, màng phụt vữa chống thấm, tường bê tông cừ thép kết hợp với khối chống thấm trong thân đập.

+         Hoặc chống thấm bằng sân phủ trước kết hợp với tường nghiêng chống thấm trong đập.

+         Tiêu thoát nước hạ lưu .

Việc lựa chọn biện pháp phải tuỳ điều kiện cụ thể và qua tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cụ thể.

Kinh nghiệm trong và ngoài nước cho thấy biện pháp chống thấm theo hướng thẳng đứng tin cậy hơn nên thượng được áp dụng trong xây dựng đập ở Việt Nam.

·              Khoan phụt vữa tạo màng chống thấm là một biện pháp xử lý chống thấm thích hợp cho nên đá đá nứt nẻ nhiều và cũng đã áp dụng thành công khi nền có lớp bồi tích rất dày. Đập Hoà Bình đã tạo được màng làm làm việc tốt trong lớp bồi tích lòng sông dày đến 80m.

·          Về Gradien thấm cho phép của màng vữa chống thấm (J), để sơ bộ xác định chiều dày của màng chống thấm, dự thảo đề nghị chọn J £ 3-4. Các nước thường lấy khoảng 1,8¸10. Đập Mật Vân của Trung Quốc dùng vữa XM-S lấy J=6, đã khai thác an toàn trên 40 năm nay. Một số đập lớn có thể lấy nhỏ hơn, như Đập Aswan 1,9, đập Serre Poncon 2,9 Đập Mattmark của Thuỷ sĩ 3,3..v.v.

·          Tường hào bentonit, dự thảo có quy định là biện pháp thích hợp với mọi loại nền bồi tích về độ sâu, thành phần hạt, mực nước ngầm..., nhưng đề nghị trước mắt chỉ nên áp dụng cho các đập cấp I, II trên nền bồi tích dày, vì tuy là 1 công nghệ tiến tiến nhưng giá thành còn cao, vốn đầu tư còn hạn hẹp.

·          Sân phủ chống thấm thương lưu là một biện pháp truyền thống sử dụng trong trường hợp nền bồi tích dày mà việc thi công các biện pháp chống thấm theo hướng thẳng đứng có khó khăn và tốn kém. Có chuyên gia đề nghị không nên đưa vào tiêu chuẩn do ngại không an toàn. Vì đây là một biện pháp khả thi và kinh tế khi vùng xây dựng có sẵn đất chống thấm thích hợp, do đó dự thảo vẫn đề nghị áp dụng với đập vừa và thấp. Dự thảo đã qui định các yêu cầu về chiều dài, chiều dày, vật liệu đất đắp và các tính toán cần thiết khi thiết kế biện pháp này.

4. Vấn đề nối tiếp nền đá ở vai bờ và thân đập cũng được dự thảo qui định rõ hơn về xử lý độ dốc vai đập ở vùng tiếp giáp với khối đất đắp nhằm phòng chống lún không đều gây nứt ngang dẫn đến sự cố. Một trong các nguyên nhân ở sự cố đập Suối Hành (Khánh Hoà) năm 1986 là do không xử lý đúng đắn nền đá ở vai đập bờ trái. Dự thảo qui định mái bờ đá ở vai đập không được dốc quá 1:0,5. Mái bờ nền đất không được dốc quá 1:1,5 và không được xử lý thành bậc thang. Bản thân mái này phải tự ổn định sau khi chịu ảnh hưởng của điều kiện khai thác.

Tuy nhiên với các đập xây dựng ở các vị trí thung lũng hẹp, sườn vai núi thường rất dốc, nếu phải xử lý với mái dốc thấp sẽ dẫn đến khối lượng đào lớn, dự thảo có qui định cho phép áp dụng các biện pháp để tăng độ dốc trên cơ sở luận chứng và biện pháp xử lý phù hợp.

Dự thảo Tiêu chuẩn thiết kế Đập đất đầm nén đang tiến hành thủ tục trình duyệt và  ban hành. Qua Hội thảo kĩ thuật quốc tế và nghiên cứu thực tế về “ Xử lý nền đập” do Hội đập lớn VN tổ chức, chắc chắn sẽ có nhiều sáng kiến và ý tưởng mới từ những thông tin và kinh nghiệm của nhiều tổ chức và đồng nghiệp trong nước và nước ngoài. Ban biên soạn mong được tiếp nhận bổ sung hoàn chỉnh Dự thảo để tiêu chuẩn ban hành được đầy đủ và phù hợp hơn với tình hình xây dựng Đập ở VN và tiếp cận các công nghệ tiên tiến của các nước.       

Tài liệu tham khảo

1.      Design code.for rolled earth-rock fill dam. SL274-2002. (Bản Trung văn)- Bộ Thuỷ lợi nước cộng hoà nhân dân Trung Hoa, năm 2002.

2.      Tiêu chuẩn thiết kế đập đất N⁴-13 Bộ Nội vụ Hoa Kỳ chương 3 (Xử lý nền). Bản tiếng Việt. Năm. 2000.

3.      A Survery of Investgation and Design in Hydraulic and Hydroelectric Power Profects Vol III: Hydraulic structures. Bản Trung văn – Nhà xuất bản Đại học Klecn học điện tử Trung Quốc. 1994.

4.      Phan Sỹ Kỳ –“ Sự cố một số công trình Thuỷ lợi ở Việt Nam và các biện pháp phòng tránh”. NXB Nông nghiệp – 2000./.

Đóng góp ý kiến về bài viết này