TIÊu chuẩn ngành 14tcn 56: 1988

5.1. Khi thiết kế các công trình đầu mối thủy lợi có đập kiểu vòm và vòm trọng lực phải tuân theo yêu cầu ở các điều 1.1 - 1.34, 1.43 - 1.61 của tiêu chuẩn này.

5.2. Tuyến đập vòm và vòm trọng lực phải được chọn ở đầu đoạn hẹp nhất của hẻm sông có nền là đá, có xét đến điều kiện địa hình và địa chất công trình là những điều kiện quyết định khi chọn loại đập này.

THIẾT KẾ ĐẬP VÀ CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐẬP

5.3. Chỗ tựa của đập vòm và vòm trọng lực vào sườn hẻm sông cần được thiết kế xuất phát từ điều kiện cắt vào đá ít nhất. Khi đó ở đường viền liên kết đập với nền cần dự kiến bố trí các kết cấu để cải thiện điều kiện tựa (ví dụ như các mố biên, đế yên ngựa, nút, các khớp nối thi công không đổ bê tông chèn cho liền khối ở phần thượng lưu của các đoạn đập bên bờ,.v.v…).

5.4. Kết cấu, hình dạng của đập vòm và vòm trọng lực (xem hình 1), và dạng mặt vòm cần được định ra xuất phát từ điều kiện đạt được trạng thái ứng suất tối ưu của đập. Trong trường hợp cần thiết phải xem xét việc bố trí các kết cấu thích hợp như các khớp ở cánh vòm, khớp nối theo đường chu vi (hình 1k), .v.v…

Việc lựa chọn sơ bộ kết cấu và hình dạng của đập cần được thực hiện trên cơ sở các phương pháp tính toán gần đúng và theo tương tự.

5.5. Độ cong của đập vòm ở phương thẳng đứng phải được quyết định thông qua việc kiểm tra độ ổn định của các đoạn đứng riêng rẽ (các cột) trong thời kỳ thi công, đặc biệt là khi thiết kế những đập trong vùng động đất.

5.6. Khi thiết kế đập vòm cần xem xét:

a) Ở các tuyến hẹp, khi L_x/H < 2 (trong đó: L_x - chiều dài dây cung theo đỉnh đập, H - chiều cao đập) và lòng khe hình tam giác: bố trí loại đập với cửa vòm có dạng tròn với chiều dày không đổi hoặc dày hơn cục bộ, ở chân vòm; khi đó bán kính phải lấy nhỏ nhất và góc ở tâm phải là góc cho phép lớn nhất theo điều kiện bảo đảm cho đập tựa được chắc chắn.

b) Ở các tuyến có chiều rộng trung bình, khi 2  L_x/H  3, khe hình thang hoặc gần giống hình thang: bố trí đập có hai độ cong với các vòm có chiều dày và độ cong biến đổi.

c) Ở các tuyến rộng, khi L_x/H > 3, bố trí loại đập vòm trọng lực và đập vòm có chiều dày ít thay đổi theo chiều cao. Khi đó, độ cong theo phương thẳng đứng được lựa chọn từ điều kiện tạo được trạng thái ứng suất tối ưu cho đập.

d) Ở tuyến không đối xứng và trên nền không đồng nhất bố trí kết cấu đập với các vòm có dạng không tròn và chiều dày biến đổi.

5.7. Khi thiết kế đập cần xét ảnh hưởng của các công trình lấy nước và xả nước bố trí trong thân đập đến khả năng chịu tải của nó.

5.8. Các đập vòm và vòm - trọng lực cần được thiết kế chia cắt ra từng đoạn nhờ các khớp nối thi công (có các mộng dương âm). Thông thường bố trí các khớp nối thi công theo phương thẳng đứng, sẽ được gắn cho liền khối trước khi tích nước.

Trình tự của việc gắn cho liền khối (kể cả việc gắn cho liền khối nhiều lần) và nhiệt độ khi gắn mối nối phải được xác định có xét đến trạng thái ứng suất của đập.

5.9. Đường viền dưới đất của đập phải được thiết kế phù hợp với các yêu cầu ở các điều 1.75 - 1.84 của tiêu chuẩn này.

5.10. Khi thiết kế nền đá của đập phải xem xét sự cần thiết phải:

- Đổ bê tông chèn vào các chỗ đứt gãy, các phay, các khe nứt lớn và các lỗ rỗng lớn bằng cách bố trí các nêm hoặc mạng lưới các rãnh đổ đầy bê tông hoặc bê tông cốt thép (để chèn kín mạng lưới các khe nứt), hoặc các khối bê tông đặc.

- Bố trí các tường, các tường chống bê tông cốt thép trong đất để truyền lực từ đập vào khối đá dưới sâu có các đặc trưng cường độ cao hơn.

- Dùng những neo (có hoặc không có ứng suất trước), những tường chắn hoặc tổ hợp của hai loại đó để gia cố các mái đá và các gối tựa của đập.

5.11. Mặt tựa của đập vòm vào nền phải được thiết kế theo mặt phẳng vuông góc với các trục của các vòm đập.

Để cải thiện sự nối tiếp giữa đập với nền và để giảm nhỏ khối đá đào ở chỗ tiếp giáp với bờ, cho phép lựa chọn dạng của chân vòm là đường cong hoặc đa giác.

5.12. Hẻm hẹp ở phần dưới thấp của tuyến đập phải được lấp kín bằng bê tông dưới dạng “nút”. Nút này được tách khỏi phần vòm của đập bằng một khớp nối cấu tạo.

Khi ở phần trên của tuyến đập có sự mở rộng cục bộ, cần dự kiến bố trí mố bờ để tiếp nhận các lực từ phần đập tựa lên nó, cũng như áp lực nước tác dụng trực tiếp lên mố.

Trong trường hợp phía trên của tuyến đập bị mở rộng đáng kể thì cần trù tính bố trí đập trọng lực hoặc đập bản chống trong phạm vi đoạn mở rộng đó.

Để giảm ứng suất ở mặt tiếp giáp giữa đập và nền cần trù tính tăng độ dày cục bộ của đập theo đường viền tựa.

5.13. Công trình xả ở đập vòm và đập vòm trọng lực phải được thiết kế phù hợp với các yêu cầu nêu ở các điều 1.43 - 1.51, 1.85 - 1.86 của tiêu chuẩn này.

TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN VÀ ỔN ĐỊNH CỦA ĐẬP

5.14. Việc tính toán độ bền, độ ổn định và độ bền nứt của đập vòm và vòm trọng lực phải được tiến hành có xét đến các yêu cầu nêu ở các điều 1.52 - 1.56, 1.62 - 1.74, 3.9 và 3.26 của tiêu chuẩn này.

5.15. Trạng thái ứng suất - biến dạng, trị số và hướng của các lực truyền từ đập vào nền, độ bền và độ ổn định của đập cũng như của nền đập phải được xác định thông qua tính toán và nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình.

Đối với đập cấp I và II cao hơn 60m, cũng như đối với đập các cấp có chiều cao nhỏ hơn 60m trong điều kiện địa chất công trình đặc biệt phức tạp và có áp dụng những kết cấu mới chưa được kiểm nghiệm trong khai thác, thì bắt buộc phải tiến hành nghiên cứu thực nghiệm.

5.16. Việc tính toán trạng thái ứng suất - biến dạng của đập vòm và vòm trọng lực cần được tiến hành có xét đến trình tự thi công đập, sự đổ bê tông vào các khớp nối để làm cho đập thành liền khối và sự tích nước vào hồ chứa bằng cách sử dụng những phương pháp tính toán chính xác (phương pháp giải toàn diện các vòm - công son, phương pháp phần tử hữu hạn .v.v…). Trong trường hợp cần thiết phải tiến hành tính toán có xét đến sự mở rộng các khớp nối thi công và các khe nứt.

Khi tính toán đập cấp III và IV, cũng như khi tính toán sơ bộ đập thuộc tất cả các cấp, cho phép sử dụng những phương pháp đơn giản (phương pháp vòm - công son trung tâm, lý thuyết vỏ mỏng v.v…).

5.17. Khi thiết kế các đập vòm và vòm trọng lực được tính toán có xét đến sự mở rộng của các khớp nối thi công và các khe nứt thì việc đánh giá độ bền của công trình được tiến hành theo cường độ bê tông của vùng chịu nén.

5.18. Để phòng ngừa sự đứt gãy của màn xi măng trong trường hợp ứng suất kéo được truyền vào mặt tiếp giáp giữa đập và nền tới màn xi măng, cần trù tính:

- Bố trí khớp nối lửng, khớp này được phun xi măng khi mực nước thượng lưu ở cao trình trung gian.

- Đưa màn xi măng lên phía thượng lưu, bố trí một sân trước ngắn bằng bê tông có lớp cách nước nối tiếp sân phủ với mặt chịu áp của đập, có xét đến các yêu cầu của điều 3.4 của tiêu chuẩn này.

5.19. Việc tính toán độ bền và độ ổn định của đập chịu tác động của động đất cần được tiến hành có xét đến những yêu cầu của các điều 3.11, 3.17 đối với phương bất lợi nhất của tác động động đất. Khi đó độ bền của đập cần được kiểm tra theo các yêu cầu của điều 1.71 của tiêu chuẩn này và đưa hệ số điều kiện làm việc m_vl (lấy theo bảng 13) và công thức (4).

Khi thiết kế đập chịu tác động của động đất cần tiến hành tính toán độ bền có xét đến sự mở rộng của khớp nối thi công và các khe nứt.

Loại tính toán	mv
1. Tính toán độ bền chung của đập vòm và đập vòm trọng lực:
- Về chịu kéo
- Về chịu nén
2. Tính toán độ ổn định chung của đập trong các tuyến rộng theo tổ hợp các tải trọng và tác động cơ bản và đặc biệt không xét động đất
3. Tính toán độ ổn định của kết cấu tựa ở hai bờ và độ ổn định chung của đập khi xét động đất

m_v = m_v2 . m_v3 = 1,1 x 1,1 = 1,21

5.20. Đối với đập vòm trong các loại tuyến, phải tính toán độ ổn định của các khối đá tựa của đập ở bên bờ. Đối với đập vòm ở tuyến rộng ngoài ra còn phải tính toán độ ổn định chung của đập cùng với nền đá.

5.21. Khi tính toán độ ổn định của các khối đá tựa của đập ở bên bờ và trạng thái ứng suất - biến dạng của nền đập phải xét những tải trọng và tác động sau:

- Những lực truyền từ đập.

- Trọng lượng bản thân của khối đá

- Tác động của thấm và động đất.

5.22. Việc tính toán độ ổn định của các khối đá tựa của đập ở bên bờ được tiến hành xuất phát từ sự phân tích trạng thái giới hạn của các khối đá riêng lẻ được phân tích ra trên cơ sở xét đến các điều kiện địa hình và địa chất.

Độ tin cậy của các khối đá tựa bên bờ được xác định thông qua kết quả tính toán khối đá kém ổn định nhất.

5.23. Việc tính toán độ ổn định chung của đập vòm và đập vòm trọng lực phải được tiến hành xuất phát từ sơ đồ động có xác suất xảy ra lớn nhất của sự chuyển vị của đập cùng với nền ở trạng thái giới hạn.

5.24. Khi tính toán độ bền và độ ổn định của đập vòm và vòm trọng lực, ngoài hệ số điều kiện làm việc m (nêu trong bảng 5) còn phải xét hệ số điều kiện làm việc m_v nêu trong bảng 13.

5.25. Khi ở đập vòm có những bộ phận kết cấu mà sự làm việc tĩnh của chúng khác với sự làm việc của thân đập chính thì phải tiến hành tính toán độ bền và độ ổn định của các bộ phận đó.

5.26. Việc tính toán trạng thái ứng suất - biến dạng và độ bền cục bộ của nền đập vòm thuộc cấp I và II phải được tiến hành phù hợp với các chỉ dẫn của tiêu chuẩn thiết kế nền các công trình thủy công.

Khi đó phải xét khả năng hình thành các vùng biến dạng dẻo ở chỗ tiếp giáp của đập với bờ. Nếu như các điều kiện độ bền đối với các bờ mặt yếu của khối đá không thỏa mãn, cần trù tính những biện pháp gia cố cần thiết.

 

MỤC LỤC

+ Yêu cầu đối với vật liệu xây dựng

+ Những yêu cầu về bố trí tổng thể và kết cấu

+ Khớp nối biến dạng và vật chắn nước của chúng

+ Các công trình xả, tháo và lấy nước

+ Nối tiếp đập bê tông và bê tông cốt thép với nền

+ Quan trắc và nghiên cứu hiện trạng công trình.

+ Tính toán độ bền và ổn định của đập

+ Tính toán thấm của đập

+ Tính toán thủy lực

+ Thiết kế đập và các bộ phận của đập

+ Đường viền dưới đất

+ Sân trước

+ Cừ

+ Chân khay và màn chống thấm

+ Tính toán độ bền và ổn định của đập

+ Tính toán độ bền chung của đập

+ Tính toán độ bền của tấm móng

+ Tính toán độ bền của phần tràn

+ Tính toán độ bền của các trụ pin và nửa trụ pin

+ Tính toán sân trước có néo vào đập

3. ĐẬP TRỌNG LỰC TRÊN NỀN ĐÁ

+ Thiết kế đập và các bộ phận của đập

+ Tính toán độ bền và ổn định của đập

4. ĐẬP BẢN CHỐNG TRÊN NỀN ĐÁ

+ Thiết kế đập và các bộ phận của đập

+ Tính toán độ bền và ổn định của đập

5. ĐẬP VÒM

+ Thiết kế đập và các bộ phận của đập