Thạc Sĩ Nghiên cứu giải pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc bê tông cốt thép

LUẬN VĂN THẠC SỸ
NĂM 2014




MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN 1
MỞ ĐẦU .1
+ Sự cần thiết của việc nghiên cứu 1
+ Mục đích nghiên cứu .1
+ Phương pháp nghiên cứu 1
+ Kết quả dự kiến đạt được .2
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP Ở VIỆT NAM
VÀ ẢNH HƯỞNG THẤM TỚI ĐẬP RCC .3
1.1.Giới thiệu tình hình xây dựng đập RCC ở Việt Nam .3
1.2.Điều kiện kỹ thuật trong thiết kế và thi công đập RCC 6
1.3.Tổng kết đánh giá thấm trong đập bê tông ở Việt Nam .9
1.4.Hướng nghiên cứu của luận văn 10
1.5.Kết luận 10
CHƯƠNG II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU THẤM TRONG ĐẬP
RCC 11
2.1. Các sơ đồ chống thấm trong mặt cắt đập RCC [16] 11
2.2 . Sự phát triển của cường độ trong RCC [18] .14
2.3. Ảnh hưởng của sự phát triển của cường độ tới hệ số thấm trong RCC[19] .18
2.3.1. Khái niệm hệ số thấm trong bê tông .19
2.3.2. Khái niệm về mác chống thấm W của bê tông .19
2.3.3. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông đầm lăn
RCC M15 .20




2.3.4. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông đầm lăn
RCC M20 .22
2.3.5. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của các loại bê tông
công trình thủy lợi .23
2.4. Lý thuyết thấm trong RCC .25
2.4.1. Định luật Darcy cho RCC 25
2.4.2. Thiết lập phương trình dòng thấm .26
2.5. Lựa chọn phương pháp và mô hình sử dụng trong luận văn 27
2.5.1. Lựa chọn phương pháp 27
2.5.2. Mô hình tính toán 28
2.6. Kết luận .29
CHƯƠNG III. NGHIÊN CỨU THẤM TRONG ĐẬP RCC 30
3.1. Ảnh hưởng của hành lang thu nước tới trường thấm trong đập RCC 30
3.1.1. Hành lang thân đập 30
3.1.2. Ảnh hành lang thu nước tới trường thấm trong đập RCC 31
3.2. Ảnh hưởng của chiều cột nước trước đập tới trường thấm trong đập RCC .37
3.2.1. Trường hợp 1: Với đập RCC có bố trí hành lang thu nước trong thân đập 37
3.2.2. Trường hợp 2: Với đập RCC không bố trí hành lang thu nước trong thân
đập 44
3.2.3. Kết luận .48
3.3. Ảnh hưởng của hệ số thấm tới trường thấm trong đập RCC 48
3.3.1. Trường hợp 1: Đập RCC có bố trí hành lang thu nước trong thân đập .48
3.3.2. Trường hợp 2: Đập RCC không bố trí hành lang thu nước trong thân
đập 51




3.4. Kết luận .55
CHƯƠNG IV. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHO CÔNG TRÌNH CỤ THỂ .56
4.1. Giới thiệu công trình .56
4.2. Những vấn đề tồn tại thấm trong công trình 61
4.3. Áp dụng tính toán với đập Sơn La 61
4.4. Nhận xét và kết luận .63
CHƯƠNG V : MỘT SỐ GIẢI PHÁP CHỐNG THẤM CHO BÊ TÔNG ĐẦM
LĂN HIỆN NAY [13] 65
5.1. Nâng cao tính chống thấm của hỗn hợp vật liệu bê tông đầm lăn 65
5.2. Bố trí kết cấu chống thấm 69
5.3. Tăng cường các biện pháp kỹ thuật thi công 74
CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80
6.1. Đánh giá kết quả đạt được .80
6.2. Những vấn đề tồn tại của luận văn .80
6.2. Kiến nghị. 81
PHỤ LỤC KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO 84









DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1:Các đập RCC đã hoàn thành và đang thi công ở Việt Nam .4
Bảng 2: Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông
RCC M 15 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày 21
Bảng 3: Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông
RCC M 20 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày 22
Bảng 4: Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông
công trình thủy lợi ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày .23
Bảng 5: Kết quả tính toán lưu lượng thấm đơn vị .35
Bảng 6: Kết quả tính toán gradient thấm XY max .35
Bảng 7: Kết quả tính toán lưu lượng thấm .39
Bảng 8: Kết quả tính toán gradient thấm .39
Bảng 9: Kết quả tính toán lưu lượng thấm .46
Bảng 10: Kết quả tính toán gradient thấm XYmax 46
Bảng 11: Kết quả tính toán lưu lượng thấm đơn vị Q .50
Bảng 12: Kết quả tính toán lưu lượng thấm đơn vị Q .53
Bảng 13: Kết quả tính toán lưu lượng thấm Q đập Sơn La .63










DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1: Đập thủy điện Sơn La thuộc tỉnh Sơn La .6
Hình 2: Mặt cắt RCC theo trường phái Mỹ 12
Hình 3: Mặt cắt RCC theo trường phái Trung Quốc .13
Hình 4: Sự phát triển cường độ kháng nén của BTÐL .15
Hình 5: Sự phát triển cường độ kháng kéo của BTÐL 17
Hình 6: Quan hệ giữa cường độ kháng nén và cường độ kháng kéo của BTÐL 18
Hình 7: Quan hệ cường độ của RCC và hệ số thấm 25
Hình 8: Dòng thấm ổn định theo ba hướng qua phân tố 26
Hình 9: Sơ đồ chia lưới phần tử của đập và nền 27
Hình 9: Mô hình tính toán trường thấm 28
Hình 10: Hành lang trong thân đập RCC 30
Hình 11: Cột nước áp lực lên đập .32
Hình 12: Cột nước áp lực ở 2 hành lang số 1(hình 1) và hành lang số 2(hình 2).
.32
Hình 13: Lưu tốc dòng thấm toàn bộ đập( a), hành lang thu nước số 1( b) và
hành lang số 2(c) 33
Hình 14: Cột nước áp lực lên đập .34
Hình 15: Lưu tốc dòng thấm toàn bộ đập .34
Hình 16: Áp lực cột nước và véc tơ lưu tốc ứng với cột nước H=110(m) .38
Hình 17: Áp lực cột nước và véc tơ lưu tốc ứng với cột nước H=90(m) .38
Hình 18: Áp lực cột nước và véc tơ lưu tốc ứng với cột nước H=70(m) .38
Hình 19: Biểu đồ quan hệ giữa cột nước thượng lưu H và lưu lượng thấm đơn vị
ở hành lang thu nước số 1 .40




Hình 20: Biểu đồ quan hệ giữa cột nước thượng lưu H và gradient thấm ở hành
lang thu nước số 1 40
Hình 21: Biểu đồ quan hệ giữa cột nước thượng lưu H và lưu lượng thấm đơn vị
ở hành lang thu nước số 2 .41
Hình 22: Biểu đồ quan hệ giữa cột nước thượng lưu H và gradient thấm ở hành
lang thu nước số 2 42
Hình 23: Biểu đồ quan hệ giữa cột nước thượng lưu H và lưu lượng thấm đơn vị
ở mái hạ lưu đập 43
Hình 24: Biểu đồ quan hệ giữa cột nước thượng lưu H và gradient thấm ở ở mái
hạ lưu đập .43
Hình 25: Áp lực cột nước và véc tơ lưu tốc ứng với cột nước H=110(m) .45
Hình 26: Áp lực cột nước và véc tơ lưu tốc ứng với cột nước H=90(m) .45
Hình 27: Áp lực cột nước và véc tơ lưu tốc ứng với cột nước H=70(m) .45
Hình 28: Biểu đồ quan hệ giữa cột nước thượng lưu H và lưu lượng thấm ở mái
hạ lưu đập .47
Hình 29: Biểu đồ quan hệ giữa cột nước thượng lưu H và gradient thấm J ở mái
hạ lưu đập .47
Hình 30: Áp lực cột nước và véc tơ lưu tốc ứng với K=1.10 -4 (m/ngày đêm) .49
Hình 31: Áp lực cột nước và véc tơ lưu tốc ứng với K=1.10 -5 (m/ngày đêm) .49
Hình 32: Áp lực cột nước và véc tơ lưu tốc ứng với K=1.10 -6 (m/ngày đêm) .49
Hình 33: Biểu đồ quan hệ lưu lượng đơn vị Q mái hạ lưu đập và trường hợp tính



toán(TH) .50
Hình 34: Áp lực cột nước và véc tơ lưu tốc ứng với K=1.10 -4 (m/ngày đêm) .52
Hình 35: Áp lực cột nước và véc tơ lưu tốc ứng với K=1.10 -5 (m/ngày đêm) .52
Hình 36: Áp lực cột nước và véc tơ lưu tốc ứng với K=1.10 -6 (m/ngày đêm) .52




Hình 37: Biểu đồ quan hệ lưu lượng đơn vị Q mái hạ lưu đập và trường hợp tính
toán(TH) .53
Hình 38: Vị trí xây dựng đập Sơn La 57
Hình 39: Mặt cắt điển hình đập Sơn La .60
Hình 40: Mô hình tính thấm đập Sơn La .62
Hình 41: Áp lực cột nước và véc tơ lưu tốc 63


















1
MỞ ĐẦU
+ Sự cần thiết của việc nghiên cứu
Sự ra đời bê tông đầm lăn là một sự phát triển đột phá trong công nghệ thi công
đập bê tông trọng lực nói riêng và xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện nói
chung. Tại Việt Nam đã được ứng dụng và xây dựng tương đối nhiều như: Đập thủy
điện Sông Tranh 2(Quảng Nam), đập thủy điện Sơn La(Sơn La), đập thủy điện A
Vương(Quảng Nam) Tuy nhiên với những ứng dụng nhanh chóng đó cũng đã xảy
ra một số tồn tại về áp dụng các tiêu chuẩn Quốc gia đối với đập bê tông đầm lăn
(RCC) nên hiện nay việc thi công các đập RCC chưa đồng đều trên các công trình
và đặc biệt đang xảy ra tình trạng chống thấm của các đập RCC chưa đạt yêu cầu
như đập thủy điện Sông Tranh 2 có hiện tượng nước xuất hiện ở hạ lưu đập tương
đối lớn làm ảnh hưởng đến lượng trữ nước của hồ cũng như khả năng an toàn của
đập cũng như tài sản và tính mạng người dân phía hạ lưu đập. Như vậy, việc nghiên
cứu trường thấm trong thân đập RCC mang ý nghĩa hết sức quan trọng và cấp thiết.
+ Mục đích nghiên cứu
Đề tài có mục đích nghiên cứu với đập bê tông đầm lăn làm việc trong điều kiện
bê tông biến thái chống thấm của đập làm việc không bình thường hay nói cách
khác lớp bê tông biến thái làm việc như lớp bê tông đầm lăn thì sẽ phân tích trường
thấm trong đập xảy ra như thế nào.
Đề xuất ra một số biện pháp xử lý thấm hợp lý đảm bảo tính kỹ thuật và hiệu quả
kinh tế.
+ Phương pháp nghiên cứu
- Thu thập, tổng hợp, phân tích các tài liệu về thiết kế, thi công và quá trình vận
hành khai thác một số đập dự kiến nghiên cứu.
- Sử dụng mô hình toán phân tích trường thấm trong đập bê tông đầm lăn.



2
+ Kết quả dự kiến đạt được
- Nghiên cứu sự biến đổi của trường thấm trong đập bê tông đầm lăn, thông qua
kết quả tính toán để có thể đề xuất phương án chống thấm cho đập RCC.