1
BẢN CHẤT HIỆN TƯỢNG NỨT CỤC BỘ
VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH
CHỐNG NỨT TRONG THÂN ĐẬP ĐẤT.
NATURE OF LOCAL CRACKING SITUATION AND
ANALYSIS METHOD FOR STABILITY OF AGAINST
CRACKING IN THE EARTH DAM

PGS.TS. TRẦN THỊ THANH
Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam
NCS. NGUYỄN HÙNG SƠN
Ban QLĐTXDTL 9
TÓM TẮT:

Nứt cục bộ trong thân đập đất là hiện tượng tự nhiên, nảy sinh khi độ
ẩm trong đất thay đổi.Có nhiều dạng vết nứt với bản chất và điều kiện hình
thành khác nhau, bao gồm: nứt mặt, nứt đáy, tách lớp. Trong bài này,các
tác giả tóm tắt kết quả nghiên cứu về bản chất của hiện tượng và phương
pháp tính toán, phòng chống thiên tai.
ABSTRACT:
Local cracking in the earth dam body is a phenomenon nature which is
created when humidity changed. There are many types of cracking, bottom
cracking, layer separated. In this paper, the author briefs the study results for
nature of phenomenon, accident and analysis method, forecast method in
order to avoid the natural calamity.
“Đất đắp đập Miền Trung” là vấn đề nóng bỏng từ nhiều thập niên qua
và đang được Nhà nước, các cấp, các ngành quan tâm sâu sắc.
Từ kết quả khảo sát hiện trường sự cố cho thấy ngòai những sự cố
thông thường gắn liền với các vết nứt ở đập đất như: sạt lở, đứt gãy, trượt sâu,
lún nền…còn tồn tại một dạng vết nứt hẹp, ngắn, cục bộ trong từng lớp đất
đắp. Đó là hiện tượng nứt cục bộ trong thân đập đất.

- Mơ tả sự cố lần thứ 2:
Sau sự cố lần 1, đập được đắp lại và lúc 04 giờ ngày 04/11/1978, sau
cơn mưa do bão gây nên, mực nước hồ tăng nhanh từ cao trình 22,5m đến
24,40m, làm cho khối đất khơ trên cao trình 22,5m bị ngấm nước, bị lún sụt,
tạo thành lỗ rò ở hạ lưu tại cao trình 22,0m. (Vị trí ống dòng rò rỉ cách tim
cống 21m nên có thể loại trừ khả năng đất đắp mang cống xấu). Đến 12giờ
30, xuất hiện một lỗ rò khác ở phía hạ lưu, cách đỉnh đập từ 7,60m đến
8,80m.
1.3. ĐẬP CÀ GIÂY :
Đập Cà Giây được xây dựng tại huyện Bắc Bình, tỉnh Bình Thuận từ
năm 1996 đến năm 2000.

3
Khi nước hồ dâng đến cao trình 73m, tại chân mái hạ lưu (cao trình
59,5m) xuất hiện 3 lỗ rò, tâm lỗ cách mặt đất từ 1 đến 2m, lưu lượng rò rỉ
khoảng 5-7 lít/phút.
Tháng 4/1999, đã tiến hành khảo sát thực trạng hiện trường sự cố, đã
phát hiện ra 11 hang hốc rỗng trong khối đất còn lại sau sự cố, có kích thước
nhỏ (từ 0,2m đến 3m), hòan tòan rời rạc, cục bộ, không liên thông với nhau
và nằm rải rác từ cao trình 64 đến cao trình 68m (cách đỉnh khối dắp từ 9m
đến 13m).
2. NGUYÊN NHÂN VÀ BẢN CHẤT HIỆN TƯỢNG NỨT CỤC BỘ
TRONG THÂN ĐẬP ĐẤT
Một cách tổng quát, có thể mô tả hình ảnh đầy đủ về hiện tượng nứt cục
bộ trong thân đập đất qua các trường hợp sau đây:
* Trường hợp vết nứt thẳng đứng : + Xuất hiện trên bề mặt lớp đất
+ Xuất hiện dưới đáy lớp đất
* Trường hợp vết nứt không thẳng đứng : nằm ngang, nghiêng, hoặc
cong theo mặt tiếp giáp của các lớp đất không đồng nhất.
2.1. Nguyên nhân gây nứt dạng thẳng đứng trên mặt lớp đất:

để xử lý cày xới, đầm nén lại trước khi đắp lớp đất tiếp theo.
- Xác định chiều dày lớp phủ trên mặt khối đắp (q =
1
γ
.H
1
) khi phải gián
đoạn thi công, để tránh nứt mặt.
D
C
B
A
q
M
H
M-N
σ
K
σ
N
N
Z
o
σ
K
,
σ
ha
σ
hp

γγ
+
-
a
KC2
= 0 (1)

5
Phương trình (1) có hai ẩn số là z (độ sâu chịu kéo) và H
1
(chiều cao lớp
phủ). Vì vậy, phải lựa chọn trước một thông số z hoặc H
1
và giải phương
trình, xác định thông số thứ 2.
3.2. TÍNH TOÁN VÙNG NỨT CỤC BỘ THEO “ SƠ ĐỒ NỨT ĐÁY ”
a/ Mục tiêu:
- Xác định áp lực nén gây nứt P, từ đó xác định độ sâu bị nứt H trong
khối đất P =
γ
H
- Xác định chiều dài (L = 2r) và độ võng f max của dầm trên nền đàn
hồi [4] để xác định vùng có chênh lệch lún ướt gây nứt.
- Xác định quy trình tính toán phù hợp, với dộ lún ướt tương đối (Su )
được xác định theo công thức (2) sau đây :
pd
pcpd
u
h
hh

B
B'
O
O'
A
A'
C
C'
M
N
∆
S
α α
α
R
r r
Hình 1: Xác định vùng lún lệch gây nứt đáy lớp đất OO’B’B
+ Tại điểm C (dưới đáy lớp đất) lún đến C’ chênh lệch lún lớn nhất là
∆
S = CC’ = S
umax
.H , trong đó: H là chiều dày lớp đất, Sumax là độ lún ướt
tương đối lớn nhất
+ Tại điểm O và điểm B, lớp đất bị xoay 1 góc
ϕα
=
, tương ứng với
trường hợp bắt đầu bị nứt, hạt đất bắt đầu chuyển dịch.
+ Với các thông số
S

Hình 2 - Xác định khu vực có chênh lệch lún ướt (Pođ 1, Pođ 2) từ
biểu đồ thí nghiệm lún ướt Su=f ( P)
4. PHÒNG TRÁNH CHÊNH LỆCH LÚN ƯỚT GÂY NỨT CỤC
BỘ Ở ĐẬP SÔNG RAY BẰNG GIẢI PHÁP “ĐỘ CHẶT ĐẤT ĐẮP
THÍCH HỢP THEO CHIỀU CAO ĐẮP ”.
4.1/ Giới thiệu công trình:
Hồ chứa nước Sông Ray được xây dựng tại huyện Châu Đức,tỉnh Bà
Rịa–Vũng Tàu và huyện Cẩm Mỹ, tỉnh Đồng Nai.
Đập đất dạng không đồng chất, gồm 4 khối như hình 3 (khối trái, khối
phải, khối chống thấm và khối thu nước bằng cát,áp theo mái hạ lưu khối
chống thấm).
caùt
ñoáng ñaù
ñaát lôùp
3a
m

=

0
,
5
ñaát lôùp 2
m = 4,5
m = 4,0
m = 3,5
75
66
58
66

max
γ

- Đường (2) ứng với
c
γ
= 0,97.
c
max
γ
4.2- Xác định độ lún ướt tương đối của đất đắp đập:
Kết quả thí nghiệm lún ướt đối với các mẫu đất đã đầm nén hiện trường.
Ký
hiệu
mẫu
Dun
g
trọn
g
khô
c
γ
Độ
chặt
K
Độ lún ướt tương đối (S
u
) theo áp lực nén P, kG/cm
2
0.25 0.5 1 2 4 8

K = 0,95, áp dụng cho chiều cao H = (0
÷
5 )m.
K = 0,97, áp dụng cho chiều cao H = (5
÷
10)m.
K ≥ 0,97, áp dụng cho chiều cao H ≥ 10 m.
5. NHẬN XÉT KẾT LUẬN:
Trước đây, khi đất bị lún ướt ở mức độ nhỏ S
u

≤
0,01 sẽ bị coi là không
có lún ướt và bỏ qua không xét. Song trong thực tế, sự cố công trình vẫn xảy
ra ở khu vực này.Vì vậy cần phải xét sự cố công trình ở góc độ lún lệch do
chênh lệch lún ướt gây ra.
Khu vực lún lệch gây nứt, tương ứng với khoảng cao trình (H
1
,H
2
) với
H
1
= P
ođ 1
/
1
γ
, H
2

pháp phòng tránh. NXB Nông nghiệp, Hà Nội, 2000.
3
4
Trần Thị Thanh, Nguyễn Hùng Sơn – Một số kết quả xác định lún
lệch của lớp đất có độ ẩm, độ chặt không đều. Tuyển tập kết quả
khoa học và công nghệ - Viện khoa học thủy lợi Miền Nam. NXB
Nông nghiệp 2005
Trần Thị Thanh, Nguyễn Hùng Sơn – Một số dạng sơ đồ tính toán ổn
định chống nứt trong thân đập đất và khả năng định vị, phòng tránh
sự cố với giải pháp độ chặt hợp lý theo chiều cao đập. Tuyển tập kết
quả khoa học và công nghệ - Viện khoa học thủy lợi Miền Nam.
NXB Nông nghiệp 2005.
Người phản biện: GS.TS. Phạm Văn Cơ