THỬ BÀN VỀ MỘT VÀI QUY ĐỊNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐÁNH GIÁ
AN TOÀN ĐẬP VÒM BÊ TÔNG TRONG TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
14TCN56-88

VŨ HOÀNG HƯNG,
NGUYỄN QUANG HÙNG
Trường Đại học Thủy lợi

Tóm tắt: Cùng với sự phát triển
không ngừng của công nghệ tính
toán thiết kế, tiêu chuẩn thiết kế
đập vòm của từng quốc gia cũng
có sự thay đổi liên tục để đáp ứng
yêu cầu ngày càng cao về kinh tế
và an toàn, nó cũng phản ánh trình độ phát triển đập vòm của mỗi nước. Dựa vào
“Tiêu chuẩn thiết kế đập vòm bê tông và đập bê tông trọng lực EM No.19” của
Mỹ ban hành năm 1977, “Quy phạm thiết kế đập vòm bê tông SL 282 – 2003” của
Trung Quốc ban hành năm 2003, bài báo đã thử tiến hành phân tích so sánh một
vài vấn đề có liên quan đến đánh giá an toàn về cường độ và ổn định để có cái
nhìn khái quát hơn khi sử dụng 14TCN 56-88 vào thiết kế đập vòm ở Việt nam.
Từ khóa: đập vòm, quy phạm thiết kế, so sánh, tải trọng, ứng suất cho phép,ổn
định, hệ số an toàn

Đập vòm Oymapinar trên sông Manavgat (Thổ

Nhĩ Kỳ), cao 185m được xây dựng xong năm
1884

1 MỞ ĐẦU
Đập vòm đã trải qua một quá trình phát triển hàng ngàn năm lịch sử, từ những
đập vòm đơn giản bằng đá xây cao vài mét đến những đập vòm bê tông mỏng

hợp tải trọng là tổ hợp tải trọng bình thường, tổ hợp tải trọng không bình thường
và tổ hợp tải trọng cực đoan. Các trường hợp tải trọng trong các tổ hợp tải trọng
cũng khác nhau. Dưới đây chỉ xin nêu một vấn đề về tải trọng động đất trong tổ
hợp tải trọng đặc biệt hay tổ hơp tải trọng cực đoan.
Khi thiết kế đập vòm ở Trung quốc, tải trọng động đất được tính toán dựa vào
“Quy phạm thiết kế kháng chấn công trình thủy công SL203-97”
[4]
. Đập vòm chỉ
thiết kế với động đất cấp 6, 7, 8, 9 và công trình cấp 1, 2, 3. Tính toán hiệu ứng tác
dụng địa chấn đập vòm sử dụng phương pháp mô phỏng tĩnh lực hoặc phương
pháp động lực. Khi sử dụng phương pháp động lực tính toán hiệu ứng tác dụng địa
chấn đập vòm sử dụng phương pháp phổ phản ứng chồng chất dao động, đối với
đập vòm đặc biệt có thể dùng phương pháp phân tích lịch sử - thời gian tiến hành
tính toán bổ sung. Khi đập vòm chịu tổ hợp tải trọng đặc biệt có tải trọng động
đất, ứng suất đập vòm vẫn ở trong giai đoạn đàn hồi tuyến tính.
Trong EM No.19, khi tính toán động đất, phương pháp phổ phản ứng hoặc gia
tốc lịch sử - thời gian đều được xem xét sử dụng. Phương pháp phân tích dựa trên
phương pháp phần tử hữu hạn động lực đàn hồi tuyến tính và xem xét tác dụng
tương hỗ đập – nước – nền
[5]
. Tổ hợp tải trọng cực đoan bao gồm tải trọng động
đất lớn nhất có khả năng xuất hiện. Khi đập vòm chịu tổ hợp tải trọng cực đoan
cho phép đập bị nứt, hệ số an toàn ứng suất nén lấy là 1.0 hay nói cách khác
ứng suất nén lớn nhất có thể đạt đến cường độ kháng nén của bê tông. Ứng
suất đập ở vào trạng thái phi tuyến tính, cho phép đập bị phá hoại ở mức độ
tương đối nhưng không cho phép vỡ đập.
Ở Việt nam một thời gian dài trước đây khi thiết kế kháng chấn công trình
xây dựng phổ biến là áp dụng tiêu chuẩn CHиП II - 7 – 81 của Liên xô. Hiện nay
đang sử dụng TCXDVN 375:2006 “Thiết kế công trình chịu động đất”
[6]

máy tính điện tử, phương pháp nhiều dầm vòm và phương pháp thí nghiệm mô
hình kết cấu ngày càng ít sử dụng. 14TCN 56-88 đã ra đời cách đây đã hơn 20
năm, khi đó công nghệ tính toán mô phỏng trên máy tính chưa phát triển, việc
nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình kết cấu là cần thiết. Nhưng với thời điểm
hiện nay, mô phỏng chân thực công trình trên máy tính đã đạt đến mức độ
hoàn thiện và có độ tin cậy cao, phương pháp thí nghiệm mô hình kết cấu chỉ
nên sử dụng khi tính toán kiểm tra cho những công trình trọng yếu.

4 VỀ CHỈ TIÊU KHỐNG CHẾ ỨNG SUẤT
Hình dáng, kích thước, ngày tuổi của mẫu thí nghiệm bê tông khi xác định
chỉ tiêu cường độ kháng nén của bê tông của các quốc gia đều không thống
nhất. Trong SL 282-2003 quy định cường độ kháng nén cực hạn của bê tông chính
là cường độ khối lập phương 15cm ở 90 ngày tuổi với suất bảo đảm 80%. Trong
EM No.19 quy định cường độ nén của bê tông được lấy từ mẫu thí nghiệm trụ tròn
đường kính 45cm, cao 90cm ở 365 ngày tuổi. Đối với Việt nam, cường độ nén của
bê tông thủy công được xác định trên mẫu chuẩn hình lập phương có kích thước
150x150x150 mm được bảo dưỡng trong điều kiện tiêu chuẩn ở tuổi 28 ngày
[7]
.
Trong EM No.19 quy định rõ ràng chỉ tiêu khống chế ứng suất kéo, nén và hệ
số an toàn cường độ kháng nén đối với từng tổ hợp tải trọng nhưng không phụ
thuộc vào cấp công trình. Trong SL 282-2003 ngoài quy định rõ ràng ứng suất kéo
cho phép khi sử dụng các phương pháp phân tích ứng suất khác nhau, hệ số an
toàn kháng nén cũng thay đổi tùy thuộc vào cấp công trình và tổ hợp tải trọng.
Còn trong 14TCN 46-88 đập vòm được thiết kế theo trạng thái giới hạn với
nhiều hệ số và ứng suất cho phép không quy định rõ ràng.

5 VỀ ỔN ĐỊNH TRƯỢT TỔNG THỂ VÀ HỆ SỐ AN TOÀN
Trong Quy phạm SL 282 – 2003 quy định rõ ràng hệ số an toàn và phương
pháp xác định nó đối với các cấp công trình. Hệ số an toàn ổn định trong EM

Từ bảng 1 có thể thấy rằng hệ số an toàn chống trượt của đập vòm được
quy định trong 14TCN 56-88 là quá nhỏ so với hệ số an toàn quy định trong
EM No.19 và SL 282 – 2003. Hệ số an toàn này chỉ phù hợp với hệ số an toàn
chống trượt đập bê tông trọng lực, với đập vòm thì cần phải nghiên cứu thêm.

6 KẾT LUẬN
Qua các so sánh trên thấy rằng còn nhiều vấn đề cần phải nghiên cứu trước
khi tính toán thiết kế đập vòm bê tông đặc biệt là vấn đề khống chế ứng suất và lựa
chọn hệ số an toàn ổn định chống trượt. Việc áp dụng tiêu chuẩn 14TCN 56-88 để
thiết kế đập vòm là chưa thật phù hợp. Việt Nam chưa có nhiều kinh nghiệm xây
dựng dựng đập vòm, tham khảo tiêu chuẩn thiết kế của các nước tiên tiến là việc
làm cần thiết trong thời buổi hiện nay khi chưa có một tiêu chuẩn mới cho thiết kế
đập vòm.

Tài liệu tham khảo:
1 Bộ Thủy lợi, Nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt nam. Thiết kế đập
bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế 14TCN 56-88, 1988.
2 United States department of the interior – Bureau of Reclamation.
Design Criteria for Concrete Arch and Gravity Dams, 1977.
3 P.R. China. Design specification for concrete arch dams SL282-2003,
2003.
4 P.R.China. Specifications for seismic design of hydraulic structures
SL203-97, 1997.
5 U.S. Army Corps of Engineers. Arch Dam Design EM1110-2-2201,
1994.
6 Tiêu chuẩn xây dựng Việt nam. Thiết kế công trình chịu động đất
TCXDVN 375-2006, 2006.
7 Bộ NN và PTNT, Nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt nam. Tiêu
chuẩn ngành 14 TCN 63-2001, Bê tông thủy công – Yêu cầu kỹ thuật, 2001.
8 Tiêu chuẩn xây dựng Việt nam. Công trình thủy lợi – Các quy định chủ