KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG

ĐẮP ĐẬP CHÍNH CỬA ĐẠT

TS. LÊ VĂN HÙNG

 TS. NGUYỄN HỮU HUẾ

Bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng

Đại học Thủy lợi

Tóm tắt: Đập Cửa Đạt là công trình đầu tiên áp dụng công nghệ đập đá đổ bản mặt bê tông do Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn làm Chủ đầu tư. Kiểm soát chất lượng thi công đắp đập chính theo yêu cầu thiết kế là việc làm hết sức cần thiết. Những kết quả thí nghiệm trực tiếp tại hiện trường sẽ giúp Chủ đầu tư kiểm soát chặt chẽ chất lượng của các khối đắp cũng như giúp Chủ đầu tư khi nghiệm thu công trình. Bài viết này đề cập đến những vấn đề chính trong quá trình kiểm soát chất lượng đắp đập của nhóm tác giả.

1.    Tổng quan

Đập đá đổ bản mặt bê tông (Concrete Face Rockfill Dam - CFRD) là đập đá đắp đầm nén có bản mặt bê tông chống thấm phía thương lưu, giữa bản mặt và khối đá đắp là các khối vật liệu chuyển tiếp. Mặt cắt đập gọn nên khối lượng vật liệu yêu cầu ít hơn so với các loại đập đá đổ truyền thống như đập đá đổ có tường lõi bằng đất sét, đập đá đổ có tường nghiêng bằng đất sét.... Tốc độ thi công CFRD nhanh và có thể thi công trong điều kiện khí hậu ẩm ướt mưa nhiều, chi phí xây dựng không cao.

Ngày nay loại đập này đã và đang được ứng dụng rộng rãi. Ở nước ta gần đây đã ứng dụng CFRD cho đập Tuyên Quang, đập Cửa Đạt, đập Rào Quán. Hiệu quả kinh tế, kỹ thuật của CFRD mang lại rất lớn nhưng việc thiết kế,  thi công và công tác kiểm định chất lượng loại đập cao ứng dụng công nghệ CFRD của các kỹ sư Việt Nam mới chỉ là bước đầu. Vì vậy, việc kiểm định chất lượng đắp đập rất cần thiết.

Hình 1. Mặt cắt ngang tại vị trí lòng sông của đập Cửa Đạt 1- Khối gia tải; 2- Khối đất hỗ trợ chống thấm; 3- Bê tông bản mặt; 4-Lớp đệm dày 3m (IIA); 5 - Lớp đá chuyển tiếp dày 4m (IIIA);  6 - Tường chắn song; 7- Khối đá chính của đập (IIIB); 8-Khối đá đào móng tận dụng (IIIC); 9- Lớp đệm đặc biệt (IIB); 10-Màn khoan phụt chống thấm; 11-Đá bảo vệ mái hạ lưu (IIID)

2.    Yêu cầu của thiết kế về chất lượng đắp đập

1.    

2.    

2.1.   Vật liệu đắp vùng đệm IIA

- Độ rỗng n = 15% - 20%, dung trọng khô g_k = 2,20T/m³.

- Thành phần cấp phối của vật liệu khối đắp IIA như bảng 1:

Bảng 1.     Thành phần cấp phối của vật liệu khối đắp IIA

2.2.    Vật liệu đắp vùng đá chính IIIA

- Độ rỗng n = 18% - 22%, dung trọng khô g_k = 2,15T/m³.

- Thành phần cấp phối của vật liệu khối đắp IIIA như bảng 2:

Bảng 2.     Thành phần cấp phối của vật liệu khối đắp IIIA

2.3.    Vật liệu đắp vùng đá chính IIIB

- Độ rỗng n = 20% - 25%, dung trọng khô g_k = 2,10T/m³.

- Thành phần cấp phối của vật liệu khối đắp IIIB như bảng 3:

Bảng 3.     Thành phần cấp phối của vật liệu khối đắp IIIB

2.4.   Vật liệu đắp vùng hạ lưu IIIC    

- Độ rỗng n = 23% – 28%, dung trọng khô g_k = 2,05T/m³.

- Thành phần hạt của vật liệu khối đắp IIIC như sau:

D_max = 800mm;               D_5mm ≤ 20%;                              D_0,074mm ≤ 5%

3.    Kiểm tra hiện trường chất lượng đắp đập

3.    

3.1.   Tiêu chuẩn áp dụng

+ TCVN 4201 - 1995. Xác định khối lượng thể tích khô và độ ẩm tốt nhất của đất nền sân thí nghiệm.

+ 14 TCN 159 – 2003. Tiêu chuẩn thiết kế và thi công công trình Hồ chứa nước Cửa Đạt, Thanh Hóa.

+ TCVN 1772 - 1987. Xác định thành phần hạt và các chỉ tiêu cơ lý của đá.

3.2.   Thiết bị thí nghiệm

Cân, cẩu thiếu nhi, vải nilon, cuốc chim, xà beng, xẻng xúc, tấm tôn, bộ sàng tiêu chuẩn (5, 10, 20, 40, 60, 80, 100, 200, 300, 600, 800mm), bình chứa nước có khắc vạch đo thể tích, tủ sấy….

3.3.   Phương pháp tiến hành

Bước 1: Đào hố đào có đường kính tương ứng như bảng 4

Bảng 4.     Kích thước hố đào ứng với từng khối đắp

Bước 2: Rải vải nilon xuống hố.

Bước 3: Cho nước từ từ vào hố đào sao cho nước vừa đầy miệng hố, ghi lại thể tích nước đã đổ vào hố đào V (lít). Thùng đong nước được kiểm nghiệm thể tích nhờ đong bằng các ống nghiệm tiêu chuẩn.

Bước 4: Cân toàn bộ vật liệu đã đào trong hố đào theo các cỡ hạt đã sàng.

- Với phần đá có cỡ hạt d>5mm được m₁(Kg).

- Với phần đá có cỡ hạt d≤5mm  được m₂(Kg).

Bước 5: Lấy khoảng 1Kg đá có cỡ hạt d≤5mm, rồi sấy khô đến khi khối lượng không đổi để xác định độ ẩm w.

Bước 6: Xác định tổng khối lượng vật liệu khô:

3.4.   Xác định dung trọng, độ rỗng, cấp phối hạt

a.     Dung trọng khô :

b.    Độ rỗng của khối đá đắp n :

g_k  - Dung trọng khô của đá đắp (T/m³) ; g_v  -  Dung trọng của đá nguyên khai (T/m³)

c.     Xác đinh cấp phối hạt

Ngoài các bước tiến hành như trên còn phải xác định các yếu tố sau:

- Xác định phần trăm lượng vật liệu lọt qua sàng:

                        P_i = m_i / M                                (%)

-  Xác định phần trăm tích lũy lọt sàng A_i:

A_i+1 = P_i + A_i                                                            (%)                   (i = 1 ÷13).

Với A₁ = P₁                                                               (%)

-  Vẽ đường cấp phối vật liệu và đường bao cấp phối vật liệu yêu cầu. (Xem các hình vẽ kèm theo).

4.     Kết luận

Công tác kiểm định chất lượng Đập chính Hồ chứa nước Cửa Đạt trong quá trình thi công đã được Chủ đầu tư và các đơn vị liên quan đánh giá cao. Các kết quả kiểm tra đều được báo cáo kịp thời, chính xác và đáp ứng được yêu cầu tiến độ thi công chung toàn công trình.

Tài liệu tham khảo:

1. 14 TCN 159 – 2003. Tiêu chuẩn thiết kế và thi công công trình Hồ chứa nước Cửa Đạt.

2.  TCVN 4201 - 1995. Xác định khối lượng thể tích khô và độ ẩm tốt nhất của đất nền sân thí nghiệm.

3. TCVN 1772 - 1987. Xác định thành phần hạt và các chỉ tiêu cơ lý của đá.

Đóng góp ý kiến về bài viết này