BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

TRẦN VĂN HIỂN

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN ĐỘ CHẶT ĐẮP ĐẬP HỢP LÝ
TRONG ĐIỀU KIỆN ĐỘ ẨM CAO CHO VÙNG BẮC TRUNG
BỘ - VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

TRẦN VĂN HIỂN

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN ĐỘ CHẶT ĐẮP ĐẬP HỢP LÝ
TRONG ĐIỀU KIỆN ĐỘ ẨM CAO CHO VÙNG BẮC TRUNG
BỘ VIỆT NAM

Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
Mã số: 62 58 40 01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS. TS. Lê Văn Hùng

hướng dẫn, góp ý, tạo điều kiện tốt nhất cho tác giả trong quá trình học tập và hoàn
thành luận án.
Tác giả xin chân thành cám ơn gia đình, các đồng nghiệp và bạn bè luôn bên cạnh
khích lệ, nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình học tập
và thực hiện luận án.
Mặc dù đã rất cố gắng, song luận án không tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả kính
mong các nhà khoa học, thầy cô giáo chỉ bảo, các bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến để
tác giả có thể hoàn thiện, tiếp tục nghiên cứu và phát triển đề tài.
Hà Nội, ngày 12 tháng 10 năm 2016
Tác giả luận án

Trần Văn Hiển

ii


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ................................................................................. vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU ......................................................................................viii
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của luận án ........................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................ 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 2
4. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................... 3
5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ............................................................... 3
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................................. 4
7. Cấu trúc luận án....................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM NÉN ................... 5


iii


2.1.6 Lý thuyết phá hoại Mohr-Coulomb ............................................................... 44
2.1.7 Thấm của nước trong đất ............................................................................... 45
2.1.8 Áp lực nước lỗ rỗng và ứng suất hiệu quả ..................................................... 47
2.1.9 Các nghiên cứu về lún của đất ....................................................................... 50
2.2 Quan hệ dung trọng khô lớn nhất với độ ẩm ...................................................... 59
2.2.1 Lý luận về đầm chặt đất ................................................................................ 59
2.2.2 Kinh nghiệm chọn dung trọng và độ ẩm thi công đất hạt mịn của Borkievich 62
2.2.3 Kiến nghị chọn độ ẩm thi công của Phạm Văn Cơ, 1994 và một số tác giả ... 62
2.2.4 Lựa chọn độ ẩm và độ chặt đất đắp đập đầm nén theo tiêu chuẩn hiện hành .. 63
2.2.5 Ảnh hưởng của độ chặt đến ứng suất biến dạng ............................................. 64
2.3 Kết luận chương ................................................................................................ 64
CHƯƠNG 3
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÂY DỰNG ĐẬP ĐẤT ĐẦM
NÉN TRONG ĐIỀU KIỆN ĐỘ ẨM CAO ................................................................. 66
3.1 Đặt vấn đề ......................................................................................................... 66
3.2 Phân bố vật liệu đất đắp đập của khu vực .......................................................... 66
3.2.1 Đặc điểm địa tầng ......................................................................................... 66
3.2.2 Trầm tích Aluvi và trầm tích sông, biển ........................................................ 67
3.2.3 Sườn tàn tích và tàn tích trên đá biến chất (đá phiến sét và cát kết) ............... 68
3.3 Nội dung thí nghiệm .......................................................................................... 70
3.3.1 Thí nghiệm trong phòng ................................................................................ 70
3.3.2 Phương pháp thí nghiệm hiện trường sau khi đắp .......................................... 76
3.4 Thời gian, khối lượng thí nghiệm ...................................................................... 77
3.4.1 Thời gian thí nghiệm ..................................................................................... 77
3.4.2 Khối lượng thí nghiệm .................................................................................. 78
3.5 Kết quả thí nghiệm trong phòng ........................................................................ 78

4.3.1 Các dạng mặt cắt điển hình của đập đất đầm nén ......................................... 102
4.3.2 Tốc độ đắp đập đất đồng chất ...................................................................... 102
4.3.3 Tốc độ đắp đập nhiều khối .......................................................................... 108
4.3.4 Các bước giải bài toán tốc độ đắp đập ......................................................... 113
4.3.5 Qui trình tính toán lựa chọn tốc độ đắp đập ................................................. 115
4.4 Ứng dụng kiểm chứng cho đập đồng chất Đá Hàn và cho đập nhiều khối Tả
Trạch ....................................................................................................................... 116
4.4.1 Đập Đá Hàn ................................................................................................ 116
4.4.2 Đập Tả Trạch .............................................................................................. 121
4.5 Kết luận chương .............................................................................................. 128
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................. 129
NHỮNG CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ................................................................. 131
1. Bài báo khoa học ............................................................................................. 131
2. Hội nghị khoa học ........................................................................................... 131
3. Đề tài khoa học ............................................................................................... 131
4. Công trình thực tiễn ......................................................................................... 131
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 133
PHỤ LỤC ................................................................................................................ 138

v


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Đồ thị quan hệ dung trọng – độ ẩm.............................................................. 12
Hình 1.2 Tương quan: Lực đầm nén – Dung trọng khô lớn nhất – Độ ẩm tối ưu [9]... 12
Hình 1.3 Lu rung Dynapac CA 4000 D, vấu mềm ...................................................... 14
Hình 1.4 Tác dụng lực đầm theo chiều dày của lớp đất đắp........................................ 15
Hình 1.5 Bản đồ khu vực nghiên cứu [12].................................................................. 16
Hình 1.6 Hình ảnh mặt đập Tả Trạch trước và sau lũ ................................................. 25
Hình 2.1 Đường cong thành phần hạt (đường cấp phối hạt) ....................................... 31

Hình 3.15 Tương quan lực dính với độ chặt đầm nén (c~K) của đất tàn tích .............. 86
Hình 3.16 Tương quan độ chặt đầm nén với độ ẩm (K~W) khi đắp đất trầm tích ....... 87
Hình 3.17 Phơi đất để giảm độ ẩm tại bãi vật liệu ...................................................... 89
Hình 3.18 Hệ thống rãnh thoát nước giảm ẩm bãi vật liệu .......................................... 90

vi


Hình 3.19 Phơi đất để giảm độ ẩm tại mặt đập ........................................................... 90
Hình 3.20 Xác định độ ẩm W tương ứng với các cấp độ chặt đầm nén K ................... 91
Hình 3.21 Cấu tạo hệ thống thoát nước và cắt nước mao dẫn ..................................... 93
Hình 4.1 Sơ đồ tính toán theo phương pháp PTHH của phần mềm Plaxis ................ 100
Hình 4.2 Cấu tạo mặt cắt ngang các loại đập đất thông dụng.................................... 102
Hình 4.3 Đắp lên đều toàn mặt cắt ........................................................................... 103
Hình 4.4 Đắp lên đều theo mặt cắt chống lũ ............................................................. 103
Hình 4.5 Mặt cắt ngang đập đồng chất điển hình ..................................................... 105
Hình 4.6 Đập đồng chất - Biểu đồ diễn biến áp lực nước lỗ rỗng nền đập phụ thuộc
tốc độ đắp đập.......................................................................................................... 107
Hình 4.7 Đập đồng chất - Chuyển vị đứng của đỉnh đập phụ thuộc vào tốc độ đắp đập
................................................................................................................................ 107
Hình 4.8 Mặt cắt ngang đập nhiều khối điển hình ................................................... 108
Hình 4.9 Đập nhiều khối - Biểu đồ diễn biến áp lực nước lỗ rỗng nền đập phụ thuộc
tốc độ đắp đập.......................................................................................................... 112
Hình 4.10 Đập nhiều khối - Chuyển vị đứng của đỉnh đập phụ thuộc vào tốc độ đắp
đập. .......................................................................................................................... 112
Hình 4.11 Mặt cắt điển hình đập chính Đá Hàn – Hà Tĩnh ....................................... 119
Hình 4.12 Mặt cắt ngang đập đồng chất Đá Hàn ...................................................... 119
Hình 4.13 Đập đồng chất Đá Hàn – Chia lưới phần tử tính toán ............................... 120
Hình 4.14 Đập đồng chất Đá Hàn – Áp lực nước lỗ rỗng trong đập và nền khi đắp đập
xong đợt 1 ứng với K=0,97 ...................................................................................... 120

Bảng 2.7 Các khoáng vật sét [39]............................................................................... 37
Bảng 2.8 Lượng nước hấp phụ gần đúng [10] ............................................................ 38
Bảng 2.9 Thành phần hóa học đất sét trầm tích Pleixtoxen, Holoxen ở Việt Nam [39]
.................................................................................................................................. 40
Bảng 2.10 Phân loại đất trương nở theo tiêu chuẩn Anh USBR .................................. 41
Bảng 2.11 Phân loại đất trương nở theo tiêu chuẩn Nga (Snhip): CHИП 2-05-08-1985
.................................................................................................................................. 41
Bảng 2.12 Chiều cao hút ẩm (mao dẫn) hc (mm) và đường kính mao quản r (mm) theo
cỡ hạt và loại khoáng vật [39] .................................................................................... 43
Bảng 2.13 Chiều cao hút ẩm (mao dẫn) hc của các loại đất [40] ................................. 44
Bảng 2.14 Gradient thủy lực cho phép [Jk]cp ở khối đắp thân đập [5] ......................... 47
Bảng 2.15 Gradient trung bình tới hạn [Jk]th ở các bộ phận chống thấm [5] ................ 47
Bảng 2.16 Trị số gradient thấm cho phép của đất nền (TCVN 9902-2013) ............... 47
Bảng 2.17 Giá trị tính toán của hệ số áp lực nước lỗ rỗng B [10] ............................... 49
Bảng 2.18 Giá trị của hệ số áp lực nước lỗ rỗng Af [10] ............................................ 49
Bảng 2.19 Các giá trị điển hình của hệ số Poisson [10], [46]...................................... 52
Bảng 3.1 Chỉ tiêu cơ lý đất trầm tích ở khu vực Bắc Trung bộ ................................... 67
Bảng 3.2 Chỉ tiêu đất tàn tích các công trình xây dựng ở khu vực Bắc Trung bộ ........ 69
Bảng 3.3 Bảng thống kê khối lượng thí nghiệm trong phòng ..................................... 78
Bảng 3.4 Các chỉ tiêu cơ lý về trương nở và tan rã của đất trầm tích .......................... 79
Bảng 3.5 Tả Trạch – Tương quan (K và W)~(φ, c, k) của đất trầm tích lớp 2b đợt 1 .. 79
Bảng 3.6 Tả Trạch - Tương quan (K và W)~(φ, c, k) của đất trầm tích lớp 2b đợt 2... 79
Bảng 3.7 Thủy Yên - Tương quan (K và W)~(φ, c, k) của đất trầm tích lớp 4 ............ 80
Bảng 3.8 Ngàn Trươi - Tương quan (K và W)~(φ, c, k) của đất trầm tích lớp 2a........ 81
Bảng 3.9 Tả Trạch - Tương quan (K và W)~(φ, c, k) của đất tàn tích 3b đợt 1 ........... 83
Bảng 3.10 Tả Trạch - Tương quan (K và W)~(φ, c, k) của đất tàn tích 3b đợt 2 ......... 84
Bảng 3.11 Thủy Yên - Tương quan (K và W) ~ (φ, c, k) của đất tàn tích lớp 3 và lớp
3c đợt 1...................................................................................................................... 84
Bảng 3.12 Thủy Yên - Tương quan (K và W)~(φ, c, k) của đất tàn tích lớp 3 và lớp 3c
đợt 2 .......................................................................................................................... 85

Bảng 4.15 Đập đồng chất - Tốc độ lên đập Đá Hàn ứng với độ đầm chặt K ............. 118
Bảng 4.16 Tiến độ thi công thiết kế ......................................................................... 122
Bảng 4.17 Khối lượng đất đắp thực tế không kể khối lượng đá xây, cát cuội sỏi và
đống đá tiêu nước .................................................................................................... 122
Bảng 4.18 Kết quả thí nghiệm trộn đất với EC – Stein ............................................. 124
Bảng 4.19 Đập nhiều khối - Tốc độ lên đập thực tế của Tả Trạch ............................ 126

ix


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ
CFRD

Đập đá đổ đầm nén bản mặt bê tông

ĐHTL

Trường Đại học Thủy lợi

ICOLD

Hội đập lớn thế giới

LATS

Luận án tiến sĩ

QCVN

Qui chuẩn quốc gia Việt Nam


Là độ chặt sử dụng trong thiết kế, thi công và kiểm tra đất đắp
đập đảm bảo kỹ thuật, khả thi khi thi công, đẩy nhanh tiến độ
thi công và kinh tế

Độ ẩm cao

Là độ ẩm tự nhiên cao hơn nhiều so với độ ẩm tối ưu, khi đắp
đập phải có giải pháp kỹ thuật

Thi công trong điều Là xây dựng công trình trong điều kiện độ ẩm tự nhiên của đất
kiện độ ẩm cao
và độ ẩm tương đối của không khí ≥80%
Mô hình đàn-dẻo

Là mô hình có sự thay đổi góc ma sát trong và lực dính

x


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Đập đất là một trong những công trình quan trọng trong hệ thống công trình đầu mối
thủy lợi, thủy điện. Nó được sử dụng rộng rãi ở nước ta bởi vì có những ưu điểm sau:
Sử dụng được nguồn vật liệu địa phương nên chi phí xây dựng thấp, kỹ thuật thi công
đơn giản, sử dụng các thiết bị phổ biến sẵn có trong nước, công tác xử lý nền móng
yêu cầu không phức tạp…
Đập đất là công trình quan trọng chắn ngang sông suối, sau khi ngăn sông chúng ta
phải xử lý hàng loạt vấn đề như bơm nước hố móng, xử lý nền… Phải thi công đắp
đập nhanh để vượt lũ trong điều kiện thời gian thi công có hạn (thời gian thi công

thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế và tác động xấu đến an sinh xã hội.
Hiện tại và những năm tới đây, theo qui hoạch và định hướng phát triển kinh tế đến
2030 và tầm nhìn 2050, khu vực Bắc miền Trung sẽ phải xây dựng nhiều đập đất đá
trong điều kiện độ ẩm cao. Bên cạnh đó còn chịu tác động của biến đổi khí hậu toàn
cầu, những diễn biến bất thường và thiên tai. Để chủ động bảo đảm mục tiêu xây dựng
công trình đúng tiến độ trong điều kiện hiện nay, cần nghiên cứu giải pháp xây dựng
đập đất bằng phương pháp đầm nén phù hợp trong điều kiện độ ẩm cao. Đây chính là
khó khăn lớn nhất đặt ra, cần phải nghiên cứu đề xuất giải pháp kịp thời nhằm đáp ứng
được yêu cầu của lý luận và thực tiễn.

2. Mục tiêu nghiên cứu
Luận án nghiên cứu loại đất và các chỉ tiêu của đất đắp đập khu vực Bắc Trung bộ và
giải pháp về thiết kế, thi công xây dựng đập đất đầm nén hợp lý và an toàn, đáp ứng
được yêu cầu phát triển kinh tế, xã hội, an ninh, quốc phòng của đất nước.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1.

Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận án là đất và các chỉ tiêu của đất đắp đập, giải pháp về
thiết kế, thi công xây dựng đập đất đầm nén khu vực Bắc Trung bộ.
3.2.

Phạm vi nghiên cứu

2


3.2.1. Giới hạn phạm vi nghiên cứu về chuyên môn

cứu trong nước và trên thế giới, từ đó lựa chọn cách tiếp cận vừa mang tính kế thừa,
vừa mang tính hiện đại, phù hợp với điều kiện Việt Nam.
5.2.

Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu tổng quan;

3


- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết, kế thừa các kết quả nghiên cứu liên quan đến việc xây
dựng đập đất theo phương pháp đầm nén đã được công bố trong và ngoài nước;
- Phương pháp thực nghiệm kết hợp phân tích lý thuyết có sử dụng một số phần mềm
hỗ trợ;
- Phương pháp quan sát và phân tích tổng kết kinh nghiệm thực tế;
- Phương pháp chuyên gia, hội thảo.

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần làm giàu thêm tư liệu cho nghiên cứu và
thực tiễn xây dựng đập đất đầm nén.
Về lý thuyết: Luận án tổng hợp được những nội dung cơ bản khi đánh giá và lựa chọn
vật liệu cũng như phương án xây dựng đập đất đầm nén, trên cơ sở tổng hợp, kế thừa
và phát triển những nghiên cứu về đập đất khi ứng dụng ở các vùng miền có điều kiện
khác nhau hoặc tương tự. Diễn biến theo độ chặt và độ ẩm của các chỉ tiêu cơ lý đất
đắp đập vùng Bắc Trung bộ.
Về thực tiễn: Luận án xây dựng được dữ liệu cơ bản, các giải pháp cũng như ứng dụng
cụ thể cho công trình thực tế trong phạm vi nghiên cứu từ Thanh Hóa đến Thừa Thiên
Huế. Đề xuất lựa chọn độ chặt và độ ẩm hợp lý đắp đập cho khu vực và giải pháp giảm
ẩm hiệu quả.

đất đá hỗn hợp Sadd - el - Kafara ở Ai Cập được xây năm 2778-2563 trước công
nguyên có chiều dài 108m cao 12m; Đập Marduka ở Iraq xây dựng năm 2500 trước
công nguyên trên sông Tygrys có chiều cao 12m; Ở Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản từ
thế kỷ III đến II trước công nguyên đã xây dựng nhiều đập vật liệu địa phương bằng
đất đá. Ở Trung Quốc có đập cao 30m, dài 300m được xây dựng năm 240 trước công
nguyên. Ở Nhật Bản đập dài 260m, cao 17m được xây dựng năm 162 trước công
nguyên [1].
Đập đất là những công trình thủy lợi cổ điển nhất. Ở những nước có nền văn hóa cổ
đại phát triển (Ai Cập, Ấn Độ, Trung Quốc, Peru) từ trước công nguyên vài nghìn năm
đã xây dựng những đập đất bằng phương pháp thủ công, xây dựng đập bằng đất dính
với khối lượng rất lớn trong thời gian dài (10-15 năm). Đá trong những đập này được
dùng rất ít. Chiều cao đập không quá 10-15m. Một đập đất được xây dựng ở Ceylou
(Xrilanca) vào năm 504 trước công nguyên dài 17 km cao 21.5 m có khối lượng đất
đắp 13 triệu m3 [2]. Đập bằng đá có thiết bị chống thấm không phải là đất được xây
dựng muộn hơn, giữa thế kỷ XIX, trong điều kiện địa chất và thiên nhiên phức tạp.

5


Ngày nay, với phát triển mạnh của khoa học công nghệ với thành quả của các ngành
địa kĩ thuật, lý thuyết thấm, ứng suất và biến dạng công trình... và thiết bị thi công, đập
vật liệu địa phương nói chung và đập đất nói riêng được xây dựng nhiều với qui mô
lớn và chất lượng ngày càng cao.
1.1.2 Sự phát triển xây dựng đập đất đá trên thế giới
Mặc dù lịch sử phát triển đập đất đá có từ lâu nhưng trước năm 1900 chưa có đập vật
liệu địa phương nào cao trên 50m và đến năm 1930 chưa có đập nào cao trên 100m.
Vào nửa sau của thế kỷ XIX ở nhiều nước (Anh, Pháp, Mỹ) đã bắt đầu một chương
trình xây dựng các công trình thủy lợi lớn. Do đó đã xuất hiện các yêu cầu cần thiết
phải tính toán và nghiên cứu những phương pháp xây dựng phù hợp. Cuối thế kỷ XIX
đã có những phương pháp tính khác nhau về ổn định và thấm ... cho đập. Phương pháp

Đất đắp
Đá đắp

Loại (ký hiệu theo ICOLD)
TE
ER
36.235

Tổng số đập lớn

%
82,9

Bảng 1.2 Số lượng đập vật liệu địa phương ở các nước trên thế giới (H≥15m)
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

569
539
537
524
517
486
460

TT
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

Tên nước
Na Uy
CHLB Đức
Al-ba-ni
Ru-ma-ni

dưới 30m (Bảng 1.3; Bảng 1.4; Bảng 1.5). Đập lớn được định nghĩa bởi ICOLD là đập
có chiều cao trên 15m, hoặc trong trường hợp đập cao từ 10m đến 15m, phân loại theo
tiêu chuẩn khác, dung tích hồ vượt 106 m3 hoặc lưu lượng xả lũ lớn hơn 2.000m3/s.
“Danh sách đập trên thế giới” (ICOLD,1988a) thống kê 36.235 đập đã hoàn thành và
trong thời gian thi công (đã loại trừ các loại đập phục vụ mục đích công nghiệp không

7


còn giá trị sử dụng). Trong số này có hơn 19.000 đập tại Trung Quốc và 5.459 đập tại
Mỹ. Số liệu này vượt xa so với con số 5.196 đập trên toàn thế giới vào năm 1950.
Hội đập lớn Nhật Bản (JCOLD) thống kê các đập cao 15-30m (chủ yếu là đập đất) xây
dựng từ năm 400 đến 2009 có khoảng 2.300 đập; đập cao trên 30m từ năm 700 đến
2009 có khoảng 1.120 đập (chủ yếu là đập đất hoặc đập đất đá hỗn hợp). Điều này dễ
hiểu vì đây là loại đập chịu động đất tốt mà Nhật Bản là quốc gia động đất diễn ra
thường xuyên.
Số liệu thống kê gần chính xác về đập lớn trong “Danh sách đập trên thế giới”, năm
1998 chỉ tính đến các đập có chiều cao trên 30m với tổng số đập được thống kê là
25.410 [4] và số lượng đập ở một số nước rút gọn hơn, đáng kể là Trung Quốc.
1.1.3 Sự phát triển xây dựng đập đất đá ở Việt Nam
Ở Việt Nam, trước năm 1964 việc xây dựng hồ chứa diễn ra chậm, có ít hồ chứa được
xây dựng trong giai đoạn này. Sau năm 1964, đặc biệt từ khi đất nước thống nhất thì
việc xây dựng hồ chứa phát triển mạnh. Từ năm 1976 đến nay số hồ chứa xây dựng
mới chiếm 67%. Không những tốc độ phát triển nhanh, mà cả về quy mô công trình
cũng lớn lên không ngừng. Hiện nay, đã có nhiều hồ lớn, đập cao ở những nơi có điều
kiện tự nhiên phức tạp.
Bảng 1.3 Số lượng và phân loại hồ chứa thủy lợi, không kể hồ thủy điện
Dung tích hồ (triệu m3)
Thống kê 2012
Thống kê 2015

6648
6663

Nguồn: Tổng cục Thủy lợi, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.
Hồ chứa nước lớn (2012) có 551 hồ. Các tỉnh có nhiều hồ chứa lớn, gồm: Lạng Sơn:
45 hồ, Nghệ An: 33 hồ, Quảng Nam: 23 hồ, Bình Định: 28 hồ, Đắk Lắk: 38 hồ, Đắk
Nông: 15 hồ. Chủ yếu đập ở các hồ này là đập đất hoặc đập đất đá hỗn hợp. Bảng 1.3
cho thấy hồ thủy lợi thời gian qua nâng cấp rất nhiều hồ chứa, hồ xây mới ít nên con
số thống kê năm 2015 khác nhiều năm 2012 của TCTL. Tuy nhiên, số lượng đập thống
kê theo chiều cao H=15-30m và H>30m chưa có con số chính xác. Theo thống kê

8


chưa đầy đủ của tác giả về hồ đập do TCTL quản lý đến 2015: Số đập cao 30m trở lên
là 63; Số đập cao từ 15m đến dưới 30m là 492.
Đập lớn có chiều cao trên 50m, chủ yếu là đập thủy điện do Bộ công thương và các
chủ đập khác quản lý. Trong số đó, đập bê tông, bê tông đầm lăn, đá đổ và đá đổ bản
mặt bê tông chiếm đa số.
Đập đá đổ được ứng dụng rộng rãi cho những đập có chiều cao lớn như Thác Bà, Hoà
Bình, Hàm Thuận - Đa Mi v.v.... Các đập này chủ yếu chống thấm bằng hình thức lõi
đất sét. Đập đá đổ lõi giữa hoặc tường nghiêng đất sét có nhiều ưu điểm như chịu động
đất tốt, ổn định nhưng do mái quá soải nên tốn vật liệu, đường tháo nước thi công phải
làm dài và tốn kém. Ngoài ra, loại đập này còn có hạn chế khi thi công lõi đập đất sét
trong mùa mưa.
1.2 Yêu cầu kỹ thuật cơ bản thi công đập đất
Yêu cầu kỹ thuật thiết kế và thi công đập đất được trình bày chi tiết trong [5] và [6].
Nội dung sau đây sẽ điểm lại một số vấn đề cốt lõi về yêu cầu kỹ thuật thi công đất
đầm nén.
1.2.1 Yêu cầu đối với đất đắp đập

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32

Vĩnh Trinh
Liệt Sơn
Phú Ninh
Sông Mực
Quất Đông
Xạ Hương
Hòa Trung
Hội Sơn
Dầu Tiếng
Biển Hồ
Núi Một
Vực Tròn
Tuyền Lâm
Đá Bàn
Khe Tân
Kinh Môn
Khe Chè
Phú Xuân
Gò Miếu
Cà Giây
Sông Hinh
Sông Sắt
Sông Sào
Easoup
Hà Động
IaM’La
Tân Sơn
Tả Trạch
Suối Mỡ


Hà Tĩnh
Thanh Hóa
Quảng Ninh
Quảng Nam
Quảng Ngãi
Quảng Nam
Thanh Hóa
Quảng Ninh
Vĩnh Phúc
Đà Nẵng
Bình Định
Tây Ninh
Gia Lai
Bình Định
Quảng Bình
Lâm Đồng
Khánh Hòa
Quảng Nam
Quảng Trị
Quảng Ninh
Phú Yên
Thái Nguyên
Bình Thuận
Phú Yên
Ninh Thuận
Nghệ An
Đắc Lắc
Quảng Ninh
Gia Lai
Gia Lai

Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất
Đất

24,00
25,00
30,00
35,00
42,50
22,80
21,00
32,30
26,00
26,00
37,50
25,00
40,00
23,00

1964
1965
1972
1974
1974
1974
1978
1978
1978
1979
1980
1980
1980
1981
1982
1983
1983
1984
1984
1985
1985
1985
1986
1986
1987
1988
1989
1989
1990
1996

11

Truồi
Vĩnh Sơn
Sông Hinh
Sông Ba Hạ
Đá Bàn
Đại Ninh
Yaly
Easoup
Trị An
Thác Mơ
Dầu Tiếng

Trên sông

Loại đập

Chiều cao (m)

Năm

Đất đá hỗn hợp
Đập đất
Đất đá hỗn hợp
Đất đá hỗn hợp
Đất đá hỗn hợp
Đất đá hỗn hợp
Đá đổ lõi giữa
Đập đất

Dung trọng khô tối đa có thể đạt được ứng với độ ẩm tốt nhất được xác định thông qua
thí nghiệm đầm chặt. Để đánh giá khả năng đầm chặt, có thể dùng một trong ba thí
nghiêm tiêu chuẩn trong phòng, qui định chi tiết trong các tiêu chuẩn [7], [8].
Bảng 1.6 Thiết bị thí nghiệm dung trọng – độ ẩm theo [7], [8]

Qui định của BS
Đất:
- Khối lượng
- Kích thước hạt
max
Khuôn:
- Thể tích
- Đường kính trong
- Chiều cao
Đầm
- Khối lượng
- Đường kính mặt
- Chiều cao rơi
Số lớp đầm
Số lần đầm cho mỗi lớp

Proctor
Phương pháp 2,5kg
5kg
20mm
1000 cm3
105mm
115,5mm
2,5kg
50mm

50mm
450mm
5
27

Búa rung
145mm
3
Rung trong 60sec


0
Hình 1.1 Đồ thị quan hệ dung trọng – độ ẩm
Trên Hình 1.1 cho thấy γk lớn nhất tương ứng với độ ẩm tối ưu Wopt. Khi thi công,
người ta cố gắng có được đất có độ ẩm tốt nhất. Tuy nhiên, thực tế thường phải có giải
pháp tăng hoặc giảm ẩm cho đất tự nhiên.

Hình 1.2 Tương quan: Lực đầm nén – Dung trọng khô lớn nhất – Độ ẩm tối ưu [9]

12


Trên Hình 1.2 cho thấy khi công năng đầm càng lớn, giá trị dung trọng khô lớn nhất
tăng tương ứng với độ ẩm tốt nhất giảm dần. Biểu đồ kết quả thí nghiệm trên của
Wightman cho ta xu thế dung trọng khô tăng - độ ẩm tốt nhất giảm. Kết quả này phù
hợp qui luật.
Mặt khác, trên biểu đồ của Wightman cho thấy khi đầm nén với độ ẩm cao hơn độ ẩm
tốt nhất, lượng bọt khí giảm, thể hiện trên các đường lỗ rỗng chứa khí tiến gần đến 0%.
Điều này giải thích thêm chắc chắn cho luận cứ: giảm độ bền chống cắt để đầm chặt có
hiệu quả ở lõi sét chống thấm của đập [10] (Whitlow, 1996, mục 3.7).