TCVN 10396:2015 Công trình thủy lợi-Đập hỗn hợp đất đá đầm nén-Yêu cầu thiết kế

 TCVN TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 10396 : 2015
Xuất bản lần 1
CÔNG TRÌNH THỦY LỢI -
ĐẬP HỖN HỢP ĐẤT ĐÁ ĐẦM NÉN -
YÊU CẦU THIẾT KẾ 
Hydraulic structures - Compacted earth rock fill dams -
Requirements for design
HÀ NỘI - 2015
Mục lục
Trang
Lời nói đầu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
4
1 Phạm vi áp dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
5
2 Tài liệu viện dẫn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
5
3 Thuật ngữ và định nghĩa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
6
4 Phân loại đập hỗn hợp đất đá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
7
5 Yêu cầu kỹ thuật trong thiết kế đập hỗn hợp đất đá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
8
5.1 Yêu cầu chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
8
5.2 Tải trong tác động và điều kiện làm việc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
9
5.3 Hệ số an toàn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
9
5.4 Yêu cầu về tài liệu địa hình . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
10
5.5 Yêu cầu về tài liệu địa chất và địa chất thủy văn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
10
6 Lựa chọn vị trí và tim tuyến xây dựng đập . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
10
7 Yêu cầu về vật liệu đắp đập . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
11
7.1 Yêu cầu chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
7.2 Vật liệu đắp là đất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
12
7.3 Vật liệu đắp là đá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
12
7.4 Vật liệu đắp đập là đất đào hố móng hoặc khoang đào . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
13
7.5 Vật liệu đắp đập là cát cuội sỏi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
13
7.6 Vật liệu đắp đập là hỗn hợp đất và đá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
14
8 Thiết kế mặt cắt ngang của đập . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
14
8.1 Cao trình đỉnh đập . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
14
8.2 Lựa chọn hình dạng và kết cấu mặt cắt ngang đập . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
15
8.3 Chiều rộng đỉnh đập và cấu tạo đỉnh đập . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
16
8.4 Lựa chọn độ dốc của mái đập . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
16
8.5 Kết cấu bảo vệ mái đập . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
17
8.6 Chống thấm ở thân đập và nền đập . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
22
8.7 Kết cấu tiêu thoát nước . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28
9 Tính toán thấm, ổn định và lún . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
32
9.1 Tính toán thấm qua thân đập và nền đập . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
32
9.2 Tính toán ổn định mái đập, tường nghiêng và lớp bảo vệ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
9.3 Tính toán lún . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
34
10 Yêu cầu về nền đập và thiết kế xử lý nền đập . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
36
10.1 Yêu cầu chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
36
10.2 Nền đập là đá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
36
10.3 Nền đập không phải là đá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
36
11 Nối tiếp đập với nền, hai bờ vai đập và các công trình xây đúc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
37
12 Yêu cầu về thiết kế tổ chức thi công . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 
38
13 Yêu cầu thiết kế bố trí lắp đặt hệ thống thiết bị quan trắc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
39
Phụ lục A (Quy định) Phân cấp công trình đập hỗn hợp đất đá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
41
Phụ lục B (Quy định) Các tải trọng và tổ hợp tải trọng tác động lên công trình đập hỗn hợp đất đá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
42
Phụ lục C (Tham khảo) Xác định chiều cao sóng leo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
44
Phụ lục D (Tham khảo) Tính toán kích thước kết cấu gia cố bảo vệ mái đập thượng lưu . . . . . . . 
47
Phụ lục E (Tham khảo) Một số chỉ tiêu thiết kế của khối đá đắp thân đập và vận tốc thấm cho phép trong các khe nứt của nền đá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
51
Thư mục tài liệu tham khảo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52
Lời nói đầu
TCVN 10396 : 2015 do Trung tâm Khoa học và Triển khai kỹ thuật Thủy lợi thuộc trường Đại học Thủy lợi biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố tại Quyết định số 3981/QĐ-BKHCN ngày 31 tháng 12 năm 2015.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10396 : 2015
Công trình thủy lợi - 
Đập hỗn hợp đất đá đầm nén - Yêu cầu thiết kế 
Hydraulic structures -
Compacted earth rock fill dams - Requirements for design 
1	Phạm vi áp dụng
1.1	Tiêu chuẩn này quy định yêu cầu kỹ thuật trong thiết kế đập hỗn hợp đất đá từ cấp IV đến cấp II, có hình dạng và cấu tạo mặt cắt nêu tại điều 4, thi công theo phương pháp đầm nén. Đập hỗn hợp đất đá cấp I và cấp đặc biệt thi công theo phương pháp đầm nén được quy định theo tiêu chuẩn thiết kế riêng. 
1.2	Có thể vận dụng quy định trong tiêu chuẩn này khi thiết kế xây dựng các công trình chắn nước khác có kết cấu và điều kiện làm việc tương tự.
2	Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có):
TCVN 4054 : 2005 Đường ô tô - Yêu cầu thiết kế;
TCVN 4253 : 2012 Công trình thủy lợi - Nền các công trình thủy công - Yêu cầu thiết kế; 
TCVN 8215 : 2009 Công trình thủy lợi - Các quy định chủ yếu về thiết kế bố trí thiết bị quan trắc cụm công trình đầu mối;
TCVN 8216 : 2009 Thiết kế đập đất đầm nén; 
TCVN 8421 : 2010 Công trình thủy lợi - Tải trọng và lực tác dụng lên công trình do sóng và tàu;
TCVN 8422 : 2010 Công trình thủy lợi - Thiết kế tầng lọc ngược công trình thủy công;
TCVN 8477 : 2010 Công trình thủy lợi - Yêu cầu về thành phần, khối lượng khảo sát địa chất trong các giai đoạn lập dự án và thiết kế;
TCVN 8478 : 2010 Công trình thủy lợi - Yêu cầu về thành phần, khối lượng khảo sát địa hình trong các giai đoạn lập dự án và thiết kế;
TCVN 8479 : 2010 Công trình đê, đập - Yêu cầu kỹ thuật khảo sát mối, một số ẩn hoạ và xử lý mối gây hại;
TCVN 8645 : 2011 Công trình thủy lợi - Yêu cầu kỹ thuật khoan phụt xi măng vào nền đá;
TCVN 9143 : 2012 Công trình thủy lợi - Tính toán đường viền thấm dưới đất của đập trên nền không phải là đá;
TCVN 9157 : 2012 Công trình thủy lợi - Giếng giảm áp - Yêu cầu thi công, kiểm tra và nghiệm thu;
TCVN 9160 : 2012 Công trình thủy lợi - Yêu cầu thiết kế dẫn dòng trong xây dựng;
TCVN 9162 : 2012 Công trình thủy lợi - Đường thi công - Yêu cầu thiết kế.
3	Thuật ngữ và định nghĩa
Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:
3.1
Đập hỗn hợp đất đá đầm nén (Compacted earth rock fill dam)
Đập được đắp bằng hai loại vật liệu chính là đất và đá, được thi công theo phương pháp đầm nén. 
3.2
Chiều cao đập (Dam body height)
Khoảng cách thẳng đứng tính từ mặt nền thấp nhất sau khi dọn móng (không kể phần chiều cao chân khay) đến đỉnh đập.
3.3
Vùng tuyến công trình (Region of construction alignment) 
Đoạn sông và khu vực xung quanh có thể bố trí được một số tuyến xây dựng công trình đầu mối như đập chắn nước, đập tràn, công trình lấy nước, để hình thành hồ chứa nước.
3.4
Vị trí đập (Dam location)
Khu vực trên mặt đất mà đập được đắp lên đó.
3.5
Tim tuyến (Center line) 
Đường nối liền các điểm giữa của đỉnh đập và chạy dọc theo chiều dài đập. Tim tuyến có thể là đường thẳng, đường gẫy khúc hoặc đường cong trơn.
3.6	
Mực nước thiết kế (Design water level) 
Mực nước dùng để xác định các thông số thiết kế công trình, bao gồm mực nước thấp nhất thiết kế, mực nước dâng bình thường, mực nước lớn nhất thiết kế và mực nước lớn nhất kiểm tra. Theo mục đích sử dụng, một số công trình đập chắn nước tạo hồ có thể có thêm mực nước đón lũ thiết kế.
3.7
Độ vượt cao của đỉnh đập (Freeboard)
Khoảng cách thẳng đứng nhỏ nhất giữa mực nước tính toán và cao trình đỉnh đập cần đạt được để đảm bảo mực nước trong hồ chứa không tràn qua đỉnh đập trong mọi trường hợp thiết kế.
3.8
Mác bê tông (Concrete grade)
Cường độ chịu nén của mẫu bê tông ở tuổi 28 ngày được đúc và bảo dưỡng trong điều kiện tiêu chuẩn (mẫu bê tông hình khối lập phương có cạnh 150 mm, được bảo dưỡng ở môi trường có nhiệt độ 27oC ± 2oC, độ ẩm không khí từ 95 % đến 100 %). Bê tông được phân thành các mác M10; M15; M20; M25, M30; M40, M45 và cao hơn. Đơn vị của mác bê tông là MPa. 
3.9	
Mác chống thấm của bê tông (Antiseepage grade of concrete)
Khả năng chống chịu áp lực nước lớn nhất của mẫu bê tông thủy công ở tuổi 28 ngày được đúc và bảo dưỡng trong điều kiện tiêu chuẩn. Với áp lực này mẫu bê tông vẫn không bị nước thấm qua. Khả năng chống thấm của bê tông thủy công được phân thành các mác B2, B4, B6, B8, B10, B12, tương ứng với các cấp áp lực là 0,2, 0,4, 0,6, 0,8, 1,0, 1,2 (MPa) và thời gian thí nghiệm tiêu chuẩn. Đơn vị của mác chống thấm là MPa.
3.10
Hệ số an toàn (Safety coefficient) 
Tỷ số giữa sức chống chịu tính toán tổng quát (lực, mô men, ứng suất, biến dạng) của đối tượng xem xét với tải trọng tính toán tổng quát tác động lên nó (lực, mô men, ứng suất, biến dạng). Hệ số an toàn dùng để đánh giá mức độ ổn định, độ bền, ứng suất, biến dạng chung và cục bộ cho từng hạng mục công trình và nền của chúng.
4	Phân loại đập hỗn hợp đất đá
Theo cách bố trí vật liệu trong thân đập (không kể đến các loại kết cấu chống thấm, tiêu thoát nước, bảo vệ mái đập), đập hỗn hợp đất đá áp dụng tiêu chuẩn này được phân thành ba loại chính nêu ở hình 1. Các dạng mặt cắt này đều chưa xét đến điều kiện thấm nước của nền đập và được áp dụng đối với trường hợp nền không thấm nước hoặc ít thấm nước:
a) Đập một khối: Đập chỉ đắp bằng một loại vật liệu là hỗn hợp đất lẫn đá (hoặc đất lẫn đá, cát, cuội sỏi) không phân chia thành khối riêng biệt; tính chất cơ lý, lực học của khối đắp thân đập là tương đối đồng nhất (xem dạng mặt cắt a của hình 1);
b) Đập hai khối: Đập được đắp bằng hai loại vật liệu là đất và đá riêng biệt (xem dạng mặt cắt b của hình 1). Mỗi loại vật liệu đắp trong mỗi khối có tính chất cơ lý, lực học tuơng đối đồng nhất;
c) Đập nhiều khối: Đập được đắp bằng nhiều loại vật liệu đất đá khác nhau không có cùng nguồn gốc và có đặc trưng cơ lý lực học không giống nhau. Mỗi loại đất, đá được sắp xếp thành từng khối riêng biệt và đặt ở vị trí thích hợp trong thân đập (xem dạng mặt cắt c của hình 1). Tính chất cơ lý, lực học của từng khối đắp trong thân đập tuơng đối đồng nhất.
a)
b)
c)
Hình 1 - Sơ đồ cấu tạo một số dạng mặt cắt ngang điển hình của đập hỗn hợp đất đá
5	Yêu cầu kỹ thuật trong thiết kế đập hỗn hợp đất đá
5.1	Yêu cầu chung
5.1.1	Thiết kế đập hỗn hợp đất đá phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau đây:
a) Đảm bảo điều kiện an toàn và hệ số an toàn tương ứng với cấp công trình;
b) Có đủ chiều cao (kể cả chiều cao phòng lún của nền và thân đập) đảm bảo đập không bị tràn nước trong mọi trường hợp làm việc;
c) Thấm qua nền đập, giữa các khối đắp trong thân đập, hai vai đập, vùng tiếp giáp giữa đập với nền, bờ và mang các công trình đặt trong thân đập không làm ảnh hưởng đến lượng nước trữ trong hồ, không gây xói ngầm, không tạo ra lớp mềm yếu và lún không đều gây hư hỏng đập, không phá hoại đất do thấm lôi đất và các hạt vật liệu từ khối này vào khối kia quá mức cho phép.
5.1.2	Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của từng công trình, nguồn cung cấp vật liệu xây dựng và điều kiện thi công, tư vấn thiết kế cần đề xuất một số phương án về hình dạng và cấu tạo mặt cắt ngang của đập hỗn hợp đất đá để lựa chọn một phương án phù hợp.
5.1.3	Nếu công trình tháo nước và công trình lấy nước từ hồ chứa bố trí trong thân đập thì chúng phải được đặt trên nền nguyên thổ ổn định, phải có giải pháp phòng chống thấm dọc theo mặt tiếp xúc giữa khối đắp của đập với các công trình này và đảm bảo không xói chân đập khi xả lũ.
5.1.4	Đảm bảo sự hài hòa về kiến trúc thẩm mỹ của công trình đập trong hệ thống công trình đầu mối và sự hòa nhập của chúng với cảnh quan khu vực. Trong mọi trường hợp thiết kế đều phải đảm bảo duy trì các điều kiện bảo vệ thiên nhiên, vệ sinh môi trường sinh thái và nghiên cứu khả năng kết hợp tạo thành điểm du lịch, khu nghỉ dưỡng.
5.2	Tải trọng tác động và điều kiện làm việc 
5.2.1	Tải trọng tác động và tổ hợp tải trọng tác động lên công trình đập hỗn hợp đất đá đầm nén được quy định trong phụ lục B. Tuỳ từng trường hợp cụ thể của công trình đập và điều kiện làm việc mà lựa chọn lực tác dụng và tổ hợp các tải trọng tác động phù hợp.
5.2.2	Các điều kiện làm việc sau đây được sử dụng khi tính toán, thiết kế đập hỗn hợp đất đá thi công bằng phương pháp đầm nén:
a) Điều kiện làm việc bình thường với chế độ thấm qua thân đập là ổn định, gồm một trong cá ... Các tải trọng tác động lên công trình 
B.1.1	Các tải trọng thường xuyên 
Tải trọng thường xuyên là tải trọng tác động liên tục trong suốt thời kỳ xây dựng và khai thác công trình, bao gồm:
a) Trọng lượng của bản thân công trình và các thiết bị cố định đặt trên và trong công trình;
b) Áp lực nước tác động trực tiếp lên bề mặt công trình và nền; áp lực nước thấm (bao gồm lực thấm và lực đẩy nổi thể tích ở phần công trình và nền bị bão hoà nước; áp lực ngược của nước lên bề mặt không thấm của công trình) tương ứng với trường hợp làm việc sau:
- Mực nước lớn nhất khi xảy ra lũ thiết kế trong điều kiện thiết bị lọc và tiêu nước làm việc bình thường;
- Mực nước dâng bình thường nhưng thiết bị lọc và tiêu nước bị hỏng.
B.1.2	Các tải trọng tạm thời 
B.1.2.1 Tải trọng tạm thời là tải trọng có thể không xuất hiện ở một thời điểm hoặc thời kỳ nào đó trong quá trình xây dựng và khai thác công trình. 
B.1.2.2 Tải trọng có thời gian tác động tương đối dài gọi là tải trọng tạm thời dài hạn, bao gồm các tải trọng sau đây:
a) Áp lực đất phát sinh do biến dạng nền và kết cấu công trình hoặc do tải trọng bên ngoài khác;
b) Áp lực bùn cát lắng đọng trong thời gian khai thác.
B.1.2.3 Tải trọng có thời gian tác động ngắn gọi là tải trọng tạm thời ngắn hạn, bao gồm các tải trọng sau đây:
a) Áp lực sinh ra do tác dụng của co ngót và từ biến;
b) Tải trọng gây ra do áp lực dư của kẽ rỗng trong đất bão hoà nước khi chưa cố kết hoàn toàn ở mực nước dâng bình thường, trong điều kiện thiết bị lọc và tiêu nước làm việc bình thường;
c) Tác động nhiệt lên trên công trình và nền trong thời kỳ thi công và khai thác của năm có biên độ dao động nhiệt độ bình quân tháng của không khí là trung bình;
d) Tải trọng do tàu, thuyền và vật trôi (neo buộc, va đập);
e) Tải trọng do các thiết bị nâng, bốc dỡ, vận chuyển và các máy móc, kết cấu khác (như cần trục, cẩu treo, palăng), chất hàng có xét đến khả năng chất vượt thiết kế;
f) Áp lực do sóng (được xác định theo tốc độ gió lớn nhất trung bình nhiều năm);
g) Tải trọng gió;
h) Tải trọng do dỡ tải khi đào móng công trình.
B.1.2.4 Tải trọng xuất hiện trong các trường hợp làm việc đặc biệt gọi là tải trọng tạm thời đặc biệt. Các tải trọng tạm thời đặc biệt có thể tác động lên công trình gồm:
a) Tải trọng do động đất hoặc nổ;
b) Áp lực nước tương ứng với mực nước khi xảy ra lũ kiểm tra;
c) Tải trọng gây ra do áp lực dư của kẽ rỗng trong đất bão hoà nước khi chưa cố kết hoàn toàn ứng với mực nước kiểm tra lớn nhất trong điều kiện thiết bị lọc và tiêu nước làm việc bình thường hoặc ở mực nước dâng bình thường nhưng thiết bị lọc và tiêu nước bị hỏng;
d) Áp lực nước thấm gia tăng khi thiết bị chống thấm và tiêu nước không làm việc bình thường;
e) Tác động do nhiệt trong thời kỳ thi công và khai thác của năm có biên độ dao động nhiệt độ bình quân tháng của không khí là lớn nhất;
f) Áp lực sóng khi xảy ra tốc độ gió lớn nhất thiết kế;
g) Tải trọng phát sinh trong mái đất do mực nước tăng đột ngột và hạ thấp đột ngột (rút nước nhanh);
h) Tải trọng sóng cao do động đất gây ra ở hồ chứa.
B.2	Tổ hợp các tải trọng tác động lên công trình
B.2.1	Khi thiết kế công trình phải tính toán theo tổ hợp tải trọng cơ bản và kiểm tra theo tổ hợp tải trọng đặc biệt.
B.2.2	Tổ hợp tải trọng cơ bản bao gồm các tải trọng và tác động: tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và tải trọng tạm thời ngắn hạn mà đối tượng đang thiết kế có thể phải tiếp nhận cùng một lúc.
B.2.3	Tổ hợp tải trọng đặc biệt vẫn bao gồm các tải trọng và tác động đã xét trong tổ hợp tải trọng cơ bản nhưng một trong chúng được thay thế bằng tải trọng (hoặc tác động) tạm thời đặc biệt. Trường hợp tải trọng cơ bản có xét thêm tải trọng do động đất hoặc nổ cũng được xếp vào tổ hợp đặc biệt. Khi có luận cứ chắc chắn có thể lấy hai hoặc nhiều hơn hai trong số các tải trọng hoặc tác động tạm thời đặc biệt để kiểm tra. Tư vấn thiết kế phải lựa chọn đưa ra tổ hợp tải trọng cơ bản và tổ hợp tải trọng đặc biệt bất lợi nhất có thể xảy ra trong thời kỳ thi công và khai thác công trình.
Phụ lục C
(Tham khảo)
Xác định chiều cao sóng leo
C.1 	Trường hợp mái đập chỉ có một độ dốc và không có cơ
Chiều cao sóng leo trên mái đập của sóng đến từ hướng vuông góc với bờ, được xác định theo các trường hợp sau: 	 
a) Trường hợp hệ số mái dốc m từ 1,5 đến 5,0, áp dụng công thức sau:
	Rslp = 	(C.1)
b) Trường hợp hệ số mái dốc m nhỏ hơn hoặc bằng 1,25 (m £ 1,25), áp dụng công thức sau:
	Rslp = KD x Kw x Kp x R0 x 	(C.2)
c) Trường hợp hệ số mái dốc m nằm trong khoảng từ 1,25 đến 1,50 (1,25 < m < 1,50), chiều cao sóng leo được nội suy từ trị số m = 1,25 và m = 1,50. 
trong đó: 
Rslp là chiều cao sóng leo có tần suất luỹ tích là p;
KD là hệ số nhám và tính thấm của mái nghiêng, phụ thuộc vào tính chất của vật liệu gia cố mái đập, lấy theo bảng C.1;
KW là hệ số kinh nghiệm, phụ thuộc vào tỷ số , lấy theo bảng C.2;
W là tốc độ gió thiết kế, m/s;
h là độ sâu nước trung bình trước đập, m;
K p là hệ số tính đổi tần suất luỹ tích của chiều cao sóng leo, xác định theo bảng C.3. Tần suất luỹ tích chiều cao sóng leo lấy bằng 2 %;
m là hệ số mái dốc, m = cotga với a là góc nghiêng của mái đập so với phương ngang, độ (0);
 là chiều cao trung bình của sóng trước đập; 
LS là chiều dài sóng trước đập;
R0 là chiều cao sóng leo khi không có gió, mặt dốc trơn và không thấm nước (KD = 1,0). Chiều cao trung bình của sóng = 1m, trị số R0 xác định theo bảng C.4.
Các đại lượng , Ls và yếu tố khác của sóng do gió xác định theo phụ lục A của TCVN 8421 : 2010.
Bảng C.1 - Hệ số nhám và tính thấm của mái đập KD
Loại hình gia cố bảo vệ mái đập
KD
1. Trơn phẳng không thấm nước (bê tông nhựa đường)
1,0
2. Bê tông và tấm lát bê tông
0,9
3. Trồng cỏ
Từ 0,85 đến 0,90
4. Đá xây
Từ 0,75 đến 0,80
5. Đá hộc lát hai lớp (nền không thấm nước)
Từ 0,60 đến 0,65
6. Đá hộc lát hai lớp (nền thấm nước)
Từ 0,50 đến 0,55
7. Khối vuông bốn chân (lắp đặt một lớp)
0,55
Bảng C.2 - Hệ số kinh nghiệm Kw
W/
£ 1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
³ 5,0
KW
1,00
1,02
1,08
1,16
1,22
1,25
1,28
1,30
Bảng C.3 - Hệ số tính đổi KP cho tần suất luỹ tích chiều cao sóng leo
/h
P, %
0,1
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
10,0
13,0
20,0
50,0
< 0,1
2,66
2,23
2,07
1,97
1,90
1,84
1,64
1,54
1,39
0,96
Từ 0,1 đến 0,3
2,44
2,08
1,94
1,86
1,80
1,75
1,57
1,48
1,36
0,97
> 0,3
2,13
1,86
1,76
1,70
1,65
1,61
1,48
1,40
1,31
0,99
CHÚ THÍCH: là chiều cao sóng leo trung bình.
Bảng C.4 - Trị số RO
m = cotga
0,00
0,50
1,00
1,25
RO, m
1,24
1,45
2,20
2,50
C.2 	Trường hợp mái đập có cơ và có nhiều độ dốc
Khi mái thượng lưu của đập có cơ, hệ số mái dốc phía trên cơ là mT và phía dưới cơ là mD khác nhau. Chênh lệch hệ số mái dốc của phía trên cơ và dưới cơ ký hiệu là Dm (Dm = mD – mT). Chiều cao sóng leo tính toán theo các công thức nêu tại C.1 nhưng hệ số mái dốc của đập phải quy đổi thành hệ số mái dốc tương đương me, được xác định theo các công thức sau đây:
a) Trường hợp mái đập phía trên và dưới cơ có cùng hệ số độ dốc (Dm = 0):
	me =	(C.3)
	Kb = 1 + 3 x 	(C.4) 
b) Trường hợp Dm > 0, mD > mT :
	me = (mT + 0,3 x Dm – 0,1 x Dm2) xx hb	(C.5)
c) Trường hợp Dm < 0, mD < mT :
	me = (mT + 0,5 x Dm + 0,08 x Dm2) xx hb	(C.6)
trong đó:
hW là chiều sâu nước trên cơ đập, m, lấy như sau:
 - Khi cơ đập ở dưới mực nước tĩnh thì hW lấy giá trị dương;
 - Khi cơ đập ở trên mực nước tĩnh thì hW lấy giá trị âm;
	 biểu thị giá trị tuyệt đối của hw, m;
	bf là chiều rộng của cơ đập, m;
	LS là chiều dài sóng, m.
CHÚ THÍCH : Phương pháp hệ số độ dốc mái tương đương thích hợp với điều kiện mT từ 1,0 đến 4,0; mD từ 1,5 đến 3,0; tỷ số từ -0,067 đến +0,067 ; tỷ số 
C.3	Trường hợp hướng sóng đến xiên góc với tuyến tim đê
Khi hướng sóng đến xiên một góc b, độ (0) với đường tim đê, chiều cao sóng leo RslP tính toán cần nhân với hệ số Kb. Trường hợp mái dốc có hệ số mái dốc m ³ 1,0 hệ số Kb xác định theo bảng C.5.
Bảng C.5 - Hệ số Kb
b, độ (0)
£ 15
20
30
40
50
60
Kb
1,00
0,96
0,92
0,87
0,82
0,76
Phụ lục D
(Tham khảo)
Tính toán kích thước kết cấu gia cố bảo vệ mái đập thượng lưu
D.1	Kết cấu gia cố bằng đá lát
D.1.1	Kích thước tính toán của viên đá lát và bề dầy của lớp gia cố bằng đá lát bảo vệ mái dốc thượng lưu của đập xác định theo các công thức sau:
a) Đường kính quy đổi của viên đá lát, ký hiệu là D, đơn vị là m:
D = 1,018 x Kt x x x hp 	(D.1)
b) Khối lượng của viên đá lát, ký hiệu là Q, đơn vị là kg:
Q = 0,525 x gd x D3 	(D.2)
c) Bề dầy của lớp gia cố bảo vệ, ký hiệu là t, đơn vị là m:
- Khi Ls/hp £ 15 : 
t = x D 	(D.3)
- Khi Ls/hp > 15 : 
t = x D 	(D.4)
trong đó:
gn là khối lượng riêng của nước, kg/m3;
gd là khối lượng riêng của viên đá lát, kg/m3;
m là hệ số độ dốc của mái đập;
hp là chiều cao sóng tương ứng với tần suất gió thiết kế, m;
Ls là chiều dài sóng trước đập, m;
Kt là hệ số hiệu chỉnh theo hệ số độ dốc mái, xác định theo bảng D.1:
Bảng D.1 - Hệ số hiệu chỉnh Kt
Hệ số độ dốc m của mái đập 
2,0
2,5
3,0
3,5
5,0
Hệ số hiệu chỉnh Kt
1,2
1,3
1,4
1,4
1,2
CHÚ THÍCH: Các tham số về chiều dài sóng (Ls) và chiều cao sóng (hp) có thể xác định theo phụ lục A của TCVN 8421:2010.
D.1.2	Có thể sơ bộ xác định kích thước trung bình của viên đá và chiều dày của lớp bảo vệ mái bằng đá lát khan theo bảng D.2 sau đây:
Bảng D.2 - Kích cỡ và chiều dày lớp gia cố bảo vệ mái đập bằng đá lát khan
Chiều cao sóng, m
Kích cỡ trung bình của viên đá lát D50, cm
Chiều dày nhỏ nhất của lớp gia cố, cm
Chiều dày nhỏ nhất của lớp lót, cm
Từ 0,0 đến 0,6
25
30
15
Từ 0,6 đến 1,2
30
45
15
Từ 1,2 đến 1,8
38
60
23
Từ 1,8 đến 2,4
45
75
23
Từ 2,4 đến 3,0
52
90
30
D.2	Kết cấu gia cố bằng lớp phủ bê tông cốt thép
D.2.1 	Kết cấu đổ liền khối hoặc đổ theo tấm lớn sau đó lấp kín các khe nối bằng bê tông 
D.2.1.1 Ổn định chung của kết cấu gia cố cứng dạng lớp che phủ liên tục bằng bê tông cốt thép được đánh giá bởi khả năng chống đẩy trôi dưới tác dụng của áp lực ngược. Điều kiện ổn định được đảm bảo nếu chiều dày của lớp gia cố bằng bê tông cốt thép ký hiệu là d, đơn vị là m, không nhỏ hơn giá trị tính theo các công thức (D.5) và (D.6).
d1 = 	(D.5)
d2 = 	(D.6)
trong đó:
hp là chiều cao sóng tính toán ứng với tần suất gió thiết kế, m;
x, y và k là các tham số đặc trưng kích thước một chiều của biểu đồ áp lực đẩy nổi của sóng phụ thuộc vào hệ số độ dốc của mái đập, lấy giá trị trong bảng D.2:
Bảng D.2 – Giá trị của các tham số x, y và k theo hệ số độ dốc mái đập m
Hệ số mái dốc m
x
y
k
2,0
0,40
1,2
1,2
2,5
0,30
1,2
1,1
3,0
0,30
1,6
1,1
3,5
0,30
1,6
0,9
Từ 4,1 đến 4,5
0,25
1,9
0,8
n là hệ số vượt tải: n = 1,10; 
B1 là khoảng cách từ mép nước trên mái dốc ứng với mực nước dâng bình thường đến giới hạn trên của lớp gia cố bê tông cốt thép, m;
B2 là khoảng cách từ mép nước trên mái dốc ứng với mực nước dâng bình thường đến giới hạn dưới của lớp gia cố bê tông cốt thép, m;
B là khoảng cách giữa giới hạn trên và giới hạn dưới của lớp gia cố tính toán, m;
g là khối lượng riêng của nước, kg/m3;
gt là khối lượng riêng của vật liệu gia cố bê tông cốt thép, kg/m3;
a là góc nghiêng của mái dốc đập so với phương ngang, độ (0).
D.2.1.2 Chiều dày của lớp gia cố nguyên khối bằng bê tông cốt thép (tấm có lưới cốt thép, khớp nối được đổ bê tông lấp kín và đầm chặt bảo đảm tính nguyên khối của kết cấu) cũng không được lấy nhỏ hơn 0,1 hp.
D.2.1.3 Chiều dày của tấm bê tông liền khối được kiểm tra về khả năng chống đẩy nổi toàn bộ tấm dưới tác dụng của áp lực ngược theo công thức sau:
d = 0,07 x Ka x hp x x x	(D.7)
trong đó:
B là chiều dài tấm theo phương vuông góc với đường mép nước;
Ka là hệ số dự trữ (hay hệ số an toàn), lấy từ 1,25 đến 1,50;
Các thông số khác như gn, gt, m, Ls và hp đã giải thích trong các công thức đã nêu.
D.2.2	Kết cấu gia cố hở bằng tấm bê tông cốt thép lắp ghép
D.2.2.1 Ổn định của tấm gia cố nằm tự do trên mái dốc chịu tác động của sóng phụ thuộc chủ yếu vào kích thước tấm và độ dày của tấm. Chiều dày của tấm bê tông cốt thép ký hiệu là d, đơn vị là m, đặt tự do trên mái đập có hệ số độ dốc mái từ 2,0 đến 5,0 khi tổng diện tích các lỗ thoát nước chiếm từ 2,5 % đến 6,0 % tổng diện tích của tấm, tải trọng tác động của sóng có kể đến lực đẩy nổi tĩnh và hệ số vượt tải từ 1,20 đến 1,30 được xác định theo công thức:
d = 0,6 x x 	(D.8)
trong đó:
Bt là chiều dài tương đối của cạnh bên của tấm, xác định theo công thức Bt = B/hp;
B là chiều dài cạnh bên của tấm theo phương vuông góc với đường mép nước, m;
Kn là hệ số ngập tương đối của tấm bê tông trong môi trường nước có hàm khí dưới tác động của tải trọng đẩy nổi tính toán, trị số Kn phụ thuộc vào Bt, lấy theo bảng D.3:
Bảng D.3 – Giá trị của hệ số Kn
Bt
Kn
Bt
Kn
< 1,0
1,00
Từ 2,8 đến 3,5
0,63
Từ 1,0 đến 1,2
0,87
Từ 3,5 đến 4,3
0,60
Từ 1,2 đến 1,5
0,75
Từ 4,3 đến 5,0
0,55
Từ 1,5 đến 2,2
0,71
Từ 5,0 đến 6,0
0,50
Từ 2,2 đến 2,8
0,67
> 6,0
0,50
a là góc nghiêng của mái dốc đập so với phương ngang, độ (o);
Các thông số khác như gn, gt và hp đã giải thích trong các công thức trước. 
Phụ lục E
(Tham khảo)
Một số chỉ tiêu thiết kế của khối đá đắp thân đập và vận tốc thấm cho phép 
trong các khe nứt của nền đá
E.1	Một số chỉ tiêu thiết kế của khối đá đắp thân đập 
Để đảm bảo chỉ tiêu kháng cắt của khối đá đắp ổn định, yêu cầu về độ rỗng n của khối đá đắp và kích thước lớn nhất của viên đá đắp khi bố trí tại các khu vực khác nhau trong thân đập như sau:
a) Khối đắp ở phía thượng lưu: n từ 20 % đến 25 %, cỡ đá lớn nhất không quá 600 mm;
b) Khối đắp ở phía hạ lưu: n từ 23 % đến 28 %, cỡ đá lớn nhất không quá 1 000 mm;
c) Khối đắp ở vùng chuyển tiếp: 	n từ 18 % đến 22 %, cỡ đá lớn nhất không quá 300 mm;
d) Khối đá đổ vùng đệm:	n từ 15 % đến 20 %, cấp phối liên tục, cỡ đá lớn nhất không quá 100 mm, cỡ đá có kích thước 5 mm chiếm từ 30 % đến 50 % và 0,075 mm không lớn hơn 8,0 %.
Tuỳ từng trường hợp cụ thể về điều kiện làm việc của công trình đập, tư vấn thiết kế lựa chọn độ rỗng n của khối đá đắp phù hợp.
E.2	Vận tốc thấm cho phép trong các khe nứt của nền đá
Vận tốc thấm tới hạn Vk trong các khe nứt của nền đá có bề rộng lớn hơn 1,0 mm phụ thuộc vào loại vật liệu nhét trong các khe nứt của nền đá, lấy theo quy định sau:
a) Đất sét: 	Vk = 0,50 cm/s;
b) Đất sét pha: 	Vk = 0,30 cm/s;
c) Đất cát pha với gradient cột nước cục bộ lớn hơn hoặc bằng 0,03 : 	Vk = 0,15 cm/s.
Thư mục tài liệu tham khảo
[1] DL/T 5395-2007 Design specification for rolled earth-rock fill dams – Electric Power Industry standards of People’s Republic of China;
[2] TCVN 3116 : 1993 Bê tông nặng - Phương pháp xác định độ chống thấm nước;
[3] TCVN 8217 : 2009 Đất xây dựng công trình thủy lợi - Phân loại;
[4] TCVN 9902 : 2015 Công trình thủy lợi - Yêu cầu thiết kế đê sông; 
[5] 14TCN 143-2004 Hồ chứa nước Cửa Đạt tỉnh Thanh Hoá - Công trình đầu mối thủy lợi - Tiêu chuẩn thiết kế (Giai đoạn thiết kế kỹ thuật + Tổng dự toán và Bản vẽ thi công + Dự toán);
[6] 14TCN 110 -1996 Chỉ dẫn thiết kế và sử dụng vải địa kỹ thuật để lọc trong công trình thủy lợi.
¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾