Thuộc tính
Nội dung
Tiếng Anh (English)
Văn bản gốc/PDF
Lược đồ
Liên quan hiệu lực
Liên quan nội dung
Thuộc tính
Tải về
Các bản dự thảo

Đang tải văn bản...

Tiêu chuẩn TCVN 13565:2022 về Ống vải địa kỹ thuật sử dụng cho kết cấu bảo vệ bờ trong công trình giao thông - Yêu cầu kỹ thuật, thi công và nghiệm thu

Số hiệu:	TCVN13565:2022	Loại văn bản:	Tiêu chuẩn Việt Nam
Nơi ban hành:	***	Người ký:	***
Ngày ban hành:	Năm 2022	Ngày hiệu lực:
		Tình trạng:	Đã biết

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13565:2022

ỐNG VẢI ĐỊA KỸ THUẬT SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU BẢO VỆ BỜ TRONG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG - YÊU CẦU KỸ THUẬT, THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU

Geotextile tube used for coastal and riverine structures in transport - Specifications, construction and acceptance

Mục lục

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Thuật ngữ và định nghĩa

4 Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử

...

Bạn phải đăng nhập hoặc đăng ký Thành Viên TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.

Mọi chi tiết xin liên hệ: ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66

4.2 Yêu cầu vật liệu ống vải địa kỹ thuật và tấm chắn chống xói

4.3 Yêu cầu vật liệu làm đầy

5 Thi công ống vải địa kỹ thuật

5.1 Yêu cầu chung về thi công ống vải địa kỹ thuật

5.2 Điều kiện thi công

5.3 Yêu cầu về thiết bị thi công

5.4 Yêu cầu về đoạn thi công thử

5.5 Chuẩn bị mặt bằng

5.6 Trình tự thi công

...

6.1 Nghiệm thu vật liệu dùng cho ống vải địa kỹ thuật

6.2 Nghiệm thu công tác thi công ống vải địa kỹ thuật

Phụ Lục A (Tham khảo) Hướng dẫn tính toán khi thi công ống vải địa kỹ thuật

Phụ Lục B (Tham khảo) Thí nghiệm xác định độ tách nước từ túi địa kỹ thuật tại hiện trường

Thư mục tài liệu tham khảo

Lời nói đầu

TCVN 13565: 2022 do Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông Vận tải biên soạn, Bộ Giao thông Vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

...

Geotextile tube used for coastal and riverine structures in transport - Specifications, construction and acceptance

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật về vật liệu, kết cấu thi công và nghiệm thu ống vải địa kỹ thuật sử dụng cho kết cấu bảo vệ bờ ven biển hoặc ven sông trong công trình giao thông như: Đê chắn sóng; kè bờ; đê bao; mỏ hàn; kè chỉnh trị; cầu tàu.

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau 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 các 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 4197, Đất xây dựng. Phương pháp xác định giới hạn dẻo và giới hạn chảy trong phòng thí nghiệm; TCVN 4198, Đất xây dựng. Các phương pháp xác định thành phần hạt trong phòng thí nghiệm;

TCVN 5308, Quy phạm kỹ thuật an toàn trong xây dựng;

TCVN 8220, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp xác định độ dày danh định;

TCVN 9162, Công trình thủy lợi Đường thi công - Yêu cầu thiết kế;

...

TCVN 9901, Công trình thủy lợi - Yêu cầu thiết kế đê biển;

TCVN 11736, Công trình thủy lợi - Kết cấu bảo vệ bờ biển - Thiết kế, thi công và nghiệm thu;

TCVN 11820, Công trình cảng biển - Yêu cầu thiết kế;

AASHTO T 267, Determination of Organic Content in Soils by Loss on Ignition (Xác định hàm lượng hữu cơ mất khi nung);

ASTM D2487, Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System) (Tiêu chuẩn phân loại đất cho mục đích kỹ thuật);

ASTM D4491, Standard Test Method for Water Permeability of Geotextile by Permittivity (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định khả năng thấm đứng của vải địa kỹ thuật bằng thiết bị Permittivity);

ASTM D4533, Standard Test Method for Trapezoid Tearing strength of Geotextiles (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định lực xé rách hình thang của vải địa kỹ thuật);

ASTM D4595, Standard Test Method for Tensile Properties of Geotextiles by the Wide-Width strip Method (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định độ bền kéo của vải địa kỹ thuật theo bề rộng của vải);

ASTM D4751, Standard Test Methods for Determining Apparent Opening Size of a Geotextile (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định kích thước lỗ biểu kiến của vải địa kỹ thuật);

...

ASTM D6241, Standard Test Method for static Puncture strength of Geotextiles and Geotextile-Related Products Using a 50-mm Probe (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định lực kháng xuyên CBR sử dụng đầu mũi 50 mm của vải địa kỹ thuật và các sản phẩm liên quan);

ASTM D7238, Standard Test Method for Effect of Exposure of Unreinforced Polyolefin Geomembrane Using Fluorescent uv Condensation Apparatus (Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định độ hư hỏng của vải địa kỹ thuật không được bảo vệ dưới tác dụng của tia cực tím trong thiết bị chiếu UV);

GT11, Installation of Geotextile Tubes used for Coastal and Riverine Structures (Thi công ống vải địa kỹ thuật dùng cho các cấu trúc ven sông và ven biển).

3 Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này, sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Ống vải địa kỹ thuật (Geotextile Tube/Geotube)

Ống vải địa kỹ thuật có cấu tạo dạng một ống, hai đầu bịt kín có chu vi lớn hơn 2,4 m đến 14 m, chiều dài lớn hơn 6,1 m đến 300 m, được chế tạo từ vải địa kỹ thuật dệt polypropylene hoặc polyester. Ống vải địa kỹ thuật được làm đầy bằng cách bơm hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy bằng bơm thủy lực hoặc sử dụng vật liệu làm đầy khác (xem Hình 1).

3.2

...

Tấm chắn chống xói làm từ vải địa kỹ thuật được thiết kế để bảo vệ nền của ống vải địa kỹ thuật tránh khỏi tác động do xói (xem Hình 1). Trong các ứng dụng ven biển và ven sông, có thể xảy ra xói ở đáy ống do sóng và hay hoạt động thi công. Có thể để tấm chắn chống xói ở cả hai bên của ống chính, hoặc chỉ ở một bên. Tấm chắn chống xói cũng làm giảm xói mòn cục bộ và giảm xói gây ra trong quá trình làm đầy bằng hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy trong ống chính. Tấm chắn chống xói thường được neo bằng một ống nhỏ ở'mép nước hoặc bằng bao cát.

Hình 1- Ống vải địa kỹ thuật

3.3

Cổng bơm vật liệu (Filling Port)

Cổng bơm vật liệu - Còn được gọi là vòi rót là các ống được khâu (hoặc dán) trên thân ống vải địa kỹ thuật để đưa ống xả bơm vật liệu vào ống (xem Hình 7). Cổng bơm vật liệu thường được chế tạo từ loại vải địa kỹ thuật chế tạo ống chính, thường có đường kính từ 300 mm đến 450 mm và dài từ 0,9 m đến 1,5 m. Cổng bơm vật liệu được đặt dọc theo đỉnh của ống để gắn với đầu ra của máy bơm vật liệu làm đầy. Khoảng cách giữa các cổng bơm vật liệu và khoảng cách từ đầu ống tới cổng bơm vật liệu thường không nhỏ hơn 7,6 m đối với hỗn hợp sét - cát nhưng có thể cách nhau tới 30 m đối với một số vật liệu làm đầy có tính dính. Sau khi bơm, các cổng bơm vật liệu phải đóng lại bằng cách buộc, khâu hoặc dán.

3.4

Kết cấu dạng mái nghiêng (Slope structures)

Tuyến ống vải địa kỹ thuật có dạng tương tự tuyến đê đắp ở vùng bãi biển (Hình 2). Kết cấu dạng mái nghiêng thường xây dựng mỏ hàn, kết cấu ống vải địa kỹ thuật ngăn cát giảm sóng, xây dựng ở các vùng bãi biển thấp có cấu trúc địa chất phức tạp, bờ biển, bờ sông bị xâm thực mạnh, chịu tác động của sóng to, gió lớn và dòng chảy mạnh.

...

Kết cấu dạng đảo (Offshore structures)

Tuyến ống vải địa kỹ thuật có kết cấu dạng đảo liên kết vững chắc với nền đất (Hình 3). Loại kết cấu này thường sử dụng khi bố trí tuyến ống vải địa kỹ thuật cách xa bờ biển, vùng đáy biển có cấu trúc địa chất tốt, nước sâu, sóng lớn nhằm chắn sóng và giảm chiều cao sóng, giảm tác động của sóng biển ở phía sau tường (vùng nước biển nằm giữa tường và bờ) hoặc để bồi tạo bãi biển.

Hình 2 - Kết cấu dạng mái nghiêng

Hình 3- Kết cấu dạng đảo

3.6

Lượng hạt mịn thoát qua vải địa kỹ thuật (Suspended solids through)

Lượng hạt rắn có kích thước nhỏ đi qua vải địa kỹ thuật được tính bằng lượng phần trăm hạt mịn thoát qua vải địa kỹ thuật (tham khảo phụ lục B).

...

Độ tách nước (Flow Rate of Water)

Độ tách nước là tốc độ trung bình của lượng chất rắn và nước thoát qua túi vải địa kỹ thuật trong một khoảng thời gian cụ thể (tham khảo phụ lục B).

4 Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử

4.1 Yêu cầu chung

a) Các loại vật liệu sử dụng để chế tạo kết cấu đều phải đảm bảo bền vững dưới tác động phá hoại hoá học và cơ học của nước biển, áp lực sóng, gió, dòng chảy, mưa và các yếu tố phá hoại khác.

b) Vật liệu địa phương được chọn lọc để sử dụng đáp ứng các yêu cầu về thi công, sử dụng lâu dài và tối ưu chi phí.

4.2 Yêu cầu vật liệu ống vải địa kỹ thuật và tấm chắn chống xói

Vải địa kỹ thuật dùng cho ống vải địa kỹ thuật và tấm chắn chống xói là loại vải địa kỹ thuật dệt có khả năng chống hư hỏng do ánh sáng cực tím, quá trình oxy hóa và tiếp xúc với nhiệt. Các đặc tính vật lý của vải địa kỹ thuật phải đạt yêu cầu thể hiện trong Bảng 1 và Bảng 2.

Bảng 1 - Yêu cầu kỹ thuật vải địa kỹ thuật chế tạo ống vải địa kỹ thuật

...

Mức

Phương pháp thử

Điều kiện thông thường

Điều kiện đặc biệt

1. Cường độ kéo, kN/m, không nhỏ hơn

70 x 105

175 x 175

ASTM D4595

2. Độ giãn dài, %, không lớn hơn

...

15 x 15

ASTM D4595

3. Cường độ xé hình thang, kN, không nhỏ hơn

0,8 x 1,2

2,7 x 2,7

ASTM D4533

4. Cường độ đâm thủng, kN, không nhỏ hơn

...

5. Cường độ mối nối, kN/m, không nhỏ hơn

40 x 60

105 x 105

ASTM D4884

6. Kích thước lỗ biểu kiến O₉₅, mm, không lớn hơn

0,425

ASTM D4751

7. Hệ số thám, l/min/m², không nhỏ hơn

...

1200

ASTM D4491

8. Khả năng kháng UV 10.000 giờ, %, không nhỏ hơn

ASTM D7238

CHÚ THÍCH: Các giá trị lớn trong bảng dành cho hướng chính, trong trường hợp thiết kế 2 hướng có cường độ bằng nhau thì lấy giá trị lớn nhất. Các giá trị trong bảng là giá trị tối thiểu, trường hợp thiết kế có yêu cầu giá trị lớn hơn thì lấy theo giá trị thiết kế.

Bảng 2 - Yêu cầu kỹ thuật vải địa kỹ thuật chế tạo tấm chắn chống xói

Các chỉ tiêu thử nghiệm

...

Phương pháp thử

Điều kiện thông thường

Điều kiện đặc biệt

1. Cường độ kéo, kN/m, không nhỏ hơn

70 x 70

70 x 105

ASTM D4595

2. Độ giãn dài, %, không lớn hơn

20 x 20

...

ASTM D4595

3. Cường độ xé hình thang, kN, không nhỏ hơn

0,8 x 1,2

ASTM D4533

4. Cường độ đâm thủng, kN, không nhỏ hơn

ASTM D6241

...

ASTM D4884

6. Kích thước lỗ biểu kiến O₉₅, mm, không lớn hơn

0,425

ASTM D4751

7. Hệ số thấm, l/min/m², không nhỏ hơn

1200

...

ASTM D4491

8. Khả năng kháng UV 10.000 giờ, %, không nhỏ hơn

ASTM D7238

CHÚ THÍCH 1: Các giá trị lớn trong bảng dành cho hướng chính, trong trường hợp thiết kế 2 hướng có cường độ bằng nhau thì lấy giá trị lớn nhất. Các giá trị trong bảng là giá trị tối thiểu, trường hợp thiết kế có yêu cầu giá trị lớn hơn thì lấy theo giá trị thiết kế.

CHÚ THÍCH 2: Độ bền của vải địa kỹ thuật phải có kết quả thí nghiệm của đơn vị chứng nhận độc lập hoặc có giấy chứng nhận thử nghiệm của đơn vị được thừa nhận của Hiệp hội Công nhận Phòng thử nghiệm Quốc tế (ILAC).

Điều kiện đặc biệt trong Bảng 1 và Bảng 2 khi ứng dụng thi công ống vải địa kỹ thuật trong môi trường đường bờ bị xói lở hoặc xâm thực bởi các tác động của dòng chảy, của sóng, của nước mặn.

4.3 Yêu cầu vật liệu làm đầy

...

Chỉ sử dụng những vật liệu tại chỗ có chứa các chất hữu cơ phân loại là PT, OH và CV chiếm dưới 15 % - theo ASTM D2487.

CHÚ THÍCH: Phân loại đất theo tiêu chuẩn ASTM D2487 như sau:

+ Đất phân loại là GP - Đất sỏi cấp phối xấu là loại đất hạt thô, có trên 50% hạt có đường kính cỡ hạt lớn hơn 4,75 mm, có lượng hạt nhỏ hơn 0,075 mm chiếm nhỏ hơn 5% và có hệ sá đồng nhất Cu < 4 và hệ số đường cong Cc < 1 hoặc Cc > 3.

+ Đất phân loại là SW - Đất cát cấp phối tốt là loại đất hạt thô, có trên 50% hạt có đường kính cỡ hạt nhỏ hơn 4,75 mm, có lượng hạt nhỏ hơn 0,075 mm chiếm nhỏ hơn 5% và có hệ số đồng nhất Cu ≥ 6 và hệ số đường cong 1 ≤ Cc ≤ 3.

+ Đất phân loại là SP - Đất cát cấp phối xấu là loại đất hạt thô, có trên 50% hạt có đường kính cỡ hạt nhỏ hơn 4,75 mm, có lượng hạt nhỏ hơn 0,075 mm chiếm nhỏ hơn 5% và có hệ số đồng nhất Cu < 6 và hệ số đường cong Cc < 1 hoặc Cc > 3.

+ Đất phân loại là SM - Đất cát pha bụi là loại đất hạt thô, có trên 50% hạt có đường kính cỡ hạt nhỏ hơn 4,75 mm, có lượng hạt nhỏ hơn 0,075 mm chiếm lớn hơn 12% và hạt mịn chủ yếu là bụi.

+ Đất phân loại là SC - Đất cát pha sét là loại đất hạt thô, có trên 50% hạt có đường kính cỡ hạt nhỏ hơn 4,75 mm, có lượng hạt nhỏ hơn 0,075 mm chiếm lớn hơn 12% và hạt mịn chủ yếu là sét.

5 Thi công ống vải địa kỹ thuật

5.1 Yêu cầu chung về thi công ống vải địa kỹ thuật

...

b) Thiết kế đường giao thông phục vụ thi công, lắp đặt kết cấu bảo vệ phải tuân thủ quy định trong TCVN 9162 và các tiêu chuẩn hiện hành.

c) Trường hợp phải bố trí công trình tạm thời phục vụ thi công như làm đê quây, mực nước thiết kế các hạng mục công trình này là mực nước lớn nhất trong thời đoạn thi công tương ứng với tần suất thiết kế (p), quy định tại TCVN 11736 và các tiêu chuẩn hiện hành như sau:

- Công trình từ cấp III đến cấp V: p = 10%;

- Công trình cấp I, cấp II: p = 5 %.

5.2 Điều kiện thi công

a) Trước khi bắt đầu thi công ống vải địa kỹ thuật, phải hoàn thành các công tác chuẩn bị bao gồm những biện pháp chuẩn bị về tổ chức, phối hợp thi công, công tác chuẩn bị bên trong và bên ngoài mặt bằng công trường, phương án bảo vệ chống va ống vải địa kỹ thuật trong quá trình thi công cũng như sau khi thi công xong;

b) Bản vẽ thi công của nhà thầu và biện pháp tổ chức thi công được phê duyệt;

c) Xác lập hệ thống mốc định vị cơ bản phục vụ thi công;

d) Chuẩn bị vật liệu thi công bao gồm: vật liệu làm đầy, tấm chống xói, ống vải địa kỹ thuật đã được chế tạo thành từng ống có các cổng bơm vật liệu đã được may hoặc dán theo đúng thiết kế;

...

c) Chuẩn bị thiết bị và các dụng cụ thi công cần thiết để thi công ống vải địa kỹ thuật.

5.3 Yêu cầu về thiết bị thi công

Thiết bị thi công bao gồm: Xà lan, bơm vật liệu, phao ụ nổi phải tuân thủ các điều kiện về an toàn lao động và đảm bảo an toàn lao động trong tất cả các công đoạn từ khảo sát đến gia công chế tạo và thi công lắp đặt kết cấu ngoài hiện trường, được quy định trong TCVN 5308.

5.4 Yêu cầu về đoạn thi công thử

a) Việc thi công thử phải được áp dụng trong các trường hợp sau:

-Trước khi triển khai thi công đại trà;

- Khi có sự thay đổi thiết bị thi công chính như: máy bơm vật liệu, phương tiện vận chuyển vật liệu làm đầy;

- Khi có sự thay đổi về vật liệu làm đầy.

b) Công tác thi công thử là cơ sở để đề ra biện pháp tổ chức thi công đại trà nhằm bảo đảm được các yêu cầu về kỹ thuật, chất lượng và kinh tế. Thi công thử áp dụng cho một đoạn ống vải địa kỹ thuật tối thiểu 30 m. Do vậy, việc thi công thử phải đưa ra được các thông số công nghệ tối ưu sau:

...

- Khoảng cách tối ưu giữa 02 cổng bơm vật liệu liền kề;

- Áp lực bơm và áp lực xả;

- Các công tác phụ trợ như bù phụ, xử lý vật liệu không phù hợp và các bước kiểm tra, giám sát chất lượng và tiến độ thi công.

c) Toàn bộ công tác thi công thử, từ khi lập đề cương cho đến khi xác lập được dây chuyền công nghệ áp dụng cho thi công đại trà, phải tuân thủ các quy định về quản lý chất lượng công trình xây dựng.

5.5 Chuẩn bị mặt bằng

Giải phóng mặt bằng: rà phá bơm mìn, chặt cây, phát bụi trong phạm vi thiết kế quy định, phá dỡ những công trình nằm trong mặt bằng không kết hợp sử dụng được trong quá trình thi công.

Chuẩn bị mặt bằng: san lấp mặt bằng đúng theo thể hiện trên bản vẽ được duyệt, bảo đảm thoát nước bề mặt, xây dựng những tuyến đường tạm và đường cố định bên trong mặt bằng công trường, lắp đặt mạng lưới cấp điện và cấp nước phục vụ thi công, mạng lưới thông tin liên lạc điện thoại và vô tuyến.

Đảm bảo hệ thống cấp nước phòng cháy và trang bị chữa cháy, những phương tiện liên lạc và còi hiệu chữa cháy.

Mặt bằng thi công ống vải địa kỹ thuật phải được chuẩn bị trước khi thi công trải ống vải địa kỹ thuật. Mặt bằng không được có vật cản, mảnh vụn, chỗ trũng, vị trí xói mòn hoặc thảm thực vật. Các ống vải địa kỹ thuật phải được đặt sao cho tạo ra một bề mặt tiếp xúc liên tục với bề mặt đất và không được có vật nhọn có thể gây hỏng ống.

...

Lập hệ thống cảnh báo, báo hiệu tránh để các phương tiện hoặc các thiết bị đâm va vào ống vải địa kỹ thuật trong quá trình thi công cũng như trong quá trình chưa tạo lớp bảo vệ ống vải địa kỹ thuật.

5.6 Trình tự thi công

5.6.1 Trình tự thi công chung

Trình tự thi công thông thường của ống vải địa kỹ thuật được trình bày theo Hình 5.

5.6.2 Rải tấm chắn chống xói

- Việc thi công ống vải địa kỹ thuật chỉ được tiến hành khi mặt bằng thi công đã được nghiệm thu. Khi cần thiết, phải tiến hành kiểm tra lại các chỉ tiêu kỹ thuật quy định của mặt bằng thi công.

- Tiến hành định vị tim đường cơ sở theo thiết kế;

- Rải tấm chắn chống xói trên mặt bằng đã được chuẩn bị, dọc theo đường thiết kế với sai số cho phép là 0,6 m dọc theo đường cơ sở. Tấm chắn chống xói được phép chồng nối theo yêu cầu thi công vải địa kỹ thuật TCVN 9844.

5.6.3 Rải ống và căn chỉnh ống vải địa kỹ thuật

...

Không được làm đầy vật liệu lớn hơn chiều cao quy định của nhà sản xuất ống khuyến nghị (có thể làm hỏng ống vải địa kỹ thuật).

Hình 4 - Trải tấm chắn chống xói

Hình 5 - Trình tự thi công ống vải địa kỹ thuật

Hình 6 - Rải ống và căn chỉnh vị trí ống vải địa kỹ thuật

Không được để thiết bị xây dựng vận hành trực tiếp trên ống vải địa kỹ thuật hoặc các vật liệu phụ trợ của nó, trong trường hợp cần thiết phải phủ tối thiểu một lớp đất có chiều dày 30 cm mới được di chuyển, vận hành trên ống. Không được sử dụng móc, kẹp hoặc dụng cụ sắc nhọn khác để lắp đặt, thi công ống vải địa kỹ thuật. Ống vải địa kỹ thuật hoặc tấm chắn chống xói không nên kéo lê trên mặt đất.

5.6.4 Neo ống

...

Khi thi công ống vải địa kỹ thuật và tấm chắn chống xói phải được căn chỉnh theo chiều dọc tuyến thiết kế và được đảm bảo ở vị trí cần thiết sau khi ống được lắp đầy. Không được tiến hành lấp đầy ống trước khi toàn bộ đoạn ống đã được neo hoàn toàn vào nền móng và được căn chỉnh, kéo căng dọc theo tuyến thiết kế.

5.6.4.2 Thi công ống vải địa kỹ thuật dưới nước

- Khi thi công ống vải địa kỹ thuật chính được đặt trên các ụ nổi hoặc các khung thép định hình hay xà lan mở đáy và căn chỉnh theo chiều dọc tuyến thiết kế và đảm bảo ở vị trí cần thiết sau khi ống được lấp đầy. Sau khi lấp đầy ống, ống vải địa kỹ thuật sẽ được thả xuống vị trí thiết kế và neo vào nền móng.

- Dung sai độ lệch khi căn chỉnh ống vải địa kỹ thuật là 60 cm.

5.6.5 Chồng nối các ống vải địa kỹ thuật

Trong trường hợp thi công các ống vải địa kỹ thuật được thiết kế xếp chồng lên nhau, các ống phải được rải chồng lên nhau ở hai đầu phải chồng lên nhau hoặc được ghép lại với nhau để không có khoảng trống trừ khi được phép trong hồ sơ thiết kế. Bên dưới ống vải địa kỹ thuật, các đầu các tấm chắn chống xói bằng vải địa kỹ thuật được chồng lên nhau tối thiểu 1,5 m. Chiều cao hiệu quả của ống ở phần chồng lấp thường là 80 % chiều cao quy định.

5.6.6 Làm đầy ống

5.6.6.1 Làm đầy ống bằng phương pháp bơm

Làm đầy ống bằng phương pháp bơm thường được sử dụng tại các khu vực gần nguồn vật liệu làm đầy ven biển hoặc ven sông.

...

CHÚ THÍCH 1: Tính toán các thông số khi làm đầy ống như hình dạng ống, tốc độ bơm, áp lực bơm, lưu lượng bơm... tham khảo Phụ lục A.

Hình 7 - Sơ đồ bơm cát vào ống vải địa kỹ thuật

CHÚ THÍCH 1: Có thể gắn đồng hồ đo vào ống xả hoặc đo theo thời gian khi thấy áp lực vượt quá. Cần lưu ý rằng áp suất bên trong và ứng suất trên vải ống có thể thay đổi dọc theo chiều dài của ống, do đó, sự phá hủy ứng suất của mối nối và cổng bơm vật liệu không được loại trừ giản đơn bằng cách theo dõi áp lực bơm vật liệu và không được loại trừ bằng cách đơn giản là theo dõi áp suất xả. Áp suất xả tại cổng xả không được vượt quá 35 kPa.

Hình 8 - Bắt đầu bơm vật liệu vào ống

CHÚ THÍCH 2: Thông thường, các đường kính cổng bơm vật liệu và ống bơm vật liệu nên nhỏ hơn 250 mm. Lý do là khi kích thước cổng bơm vật liệu và ống bơm vật liệu tăng lên, lưu lượng bơm của máy bơm tăng lên rất lớn, làm tăng khả năng quá áp tác động lên ống vải địa kỹ thuật. Các ống bơm vật liệu nhỏ hơn 15 cm thì lại quá nhỏ đẻ lấp đầy ống với chiều cao phù hợp.

Hình 9 - Hỗ trợ (chống) nâng ống bơm vật liệu khi bơm

...

Rung động quá mức của đường ống bơm trong quá trình lấp đầy có thể gây hư hỏng cổng bơm vật liệu. Nếu sử dụng bộ phận khuếch tán ở cuối ống bơm, thì không nên vượt quá đường kính ngoài của ống. Trên mỗi ống vải địa kỹ thuật có thể làm đầy nhiều cổng bơm vật liệu cùng một lúc, nhưng khoảng cách giữa các cổng bơm vật liệu nên đặt đủ xa để làm giảm ứng suất trên cổng bơm vật liệu và giảm nguy cơ tạo thành cầu cát có thể gây ứng suất cục bộ trên vải.

c) Sau khi đổ đầy ống, đóng cổng bơm vật liệu lại và gắn vào ống chính sao cho ngăn không cho ống bị chuyển động do tác động của các đợt sóng tạo thành do bơm tiếp theo hoặc do các xáo động khác.

5.6.6.2 Làm đầy ống bằng phương pháp dồn khô

a) Sau khi rải ống vải địa kỹ thuật, căn chỉnh và neo ống vải địa kỹ thuật tiến hành lấp đầy vật liệu làm đầy bằng cách dồn vật liệu làm đầy vào ống vải địa kỹ thuật bằng các thiết bị cơ khí qua vòi rót.

b) Khi ống vải địa kỹ thuật đã được bơm đầy, đóng cổng bơm vật liệu lại và gắn vào ống chính sao cho ngăn không cho ống bị chuyển động do tác động của quá trình thi công phân đoạn tiếp theo hoặc do các xáo động khác.

5.6.7 Chèn lấp ống bên ngoài

Ống vải địa kỹ thuật sau khi thi công xong phải được lấp đầy bên ngoài theo đúng yêu cầu của bản vẽ thiết kế và các bước thực hiện như trong kế hoạch thi công.

Tỷ lệ chiều cao trên chiều rộng - Tỷ số giữa chiều cao và chiều rộng của ống không nên vượt quá 0,5.

CHÚ THÍCH 3: Tỷ lệ chiều cao và chiều rộng là một chỉ số về sự ổn định của khi sử dụng ở ven biển và ven sông. Kỹ sư thiết kế nên đánh giá sự ổn định liên quan đến trượt, lật, chịu lực, ổn định toàn khối, ổn định nội bộ và sự tràn đỉnh và các lực sóng liên quan.

...

Tất cả các vật liệu dư thừa trong thi công ống vải địa kỹ thuật như vật liệu làm đầy, vải địa kỹ thuật dư thừa, v.v., phải được chuyển ra khỏi khu vực thi công và xử lý tại một khu vực bãi thải đã được phê duyệt của nhà thầu xây lắp.

Hình 10 - Chèn, lấp phía bên ngoài ống vải địa kỹ thuật đã được bơm đầy

Hình 11 - Chèn, lấp phía bên ngoài ống vải địa kỹ thuật đã dược bơm đầy

6 Nghiệm thu ống vải địa kỹ thuật

6.1 Nghiệm thu vật liệu dùng cho ống vải địa kỹ thuật

Nghiệm thu vật liệu dùng cho ống vải địa kỹ thuật bao gồm nghiệm thu theo các giai đoạn như sau:

6.1.1 Kiểm tra, nghiệm thu phục vụ cho công tác chấp nhận nguồn cung cấp vật liệu

...

- Nguồn vật liệu lần đầu cung cấp cho công trình;

- Có sự thay đổi về nhà cung cấp vải địa kỹ thuật và tấm chắn chống xói;

- Có sự bất thường về chất lượng vải địa kỹ thuật và tấm chắn chống xói.

b) Đối với vật liệu làm đầy

- Có sự thay đổi địa tầng khai thác của vật liệu làm đầy;

- Có sự thay đổi về hàm lượng hạt mịn, hàm lượng hạt quá cỡ hay hàm lượng vật liệu không phù hợp trong vật liệu làm đầy;

c) Vật liệu chấp thuận nguồn phải thỏa mãn tất cả các chỉ tiêu cơ lý quy định trong hồ sơ thiết kế và tại 4.1.

6.1.2 Kiểm tra, nghiệm thu trong quá trình thi công

6.1.2.1 Giai đoạn kiểm tra phục vụ công tác nghiệm thu chất lượng vật liệu đã được tập kết tại chân công trình để đưa vào sử dụng

...

b) Đối với vật liệu làm đầy, mẫu kiểm tra được lấy cổng nạp của ống vải địa kỹ thuật, cứ 3000 m³ vật liệu làm đầy phải lấy ít nhất một mẫu cho mỗi nguồn cung cấp hoặc khi có sự bất thường về chất lượng vật liệu;

c) Vật liệu phải thỏa mãn tất cả các chỉ tiêu cơ lý quy định trong hồ sơ thiết kế và tại Điều 3.6. Các ống vải địa kỹ thuật bị hỏng phải được sửa chữa hoặc loại bỏ. Việc sửa chữa ống vải địa kỹ thuật bị rách phải được thực hiện bằng cách đặt một miếng vải địa kỹ thuật cùng loại, mở rộng ra các phương tối thiểu 0,5 m ngoài mép của vị trí rách hoặc khuyết tật. Các miếng vá phải được may liên tục hoặc các phương pháp đã được phê duyệt khác do nhà sản xuất khuyến nghị. Hướng của bản vá phải được căn chỉnh cùng với hướng của ống vải địa kỹ thuật cần sửa chữa.

6.1.2.2 Trong giai đoạn thi công

Trong suốt quá trình thi công, đơn vị thi công phải thường xuyên tiến hành thí nghiệm, kiểm tra theo các nội dung sau:

a) Thành phần hạt, sự phân tầng của vật liệu làm đầy (quan sát bằng mắt). Cứ 100 m dài ống vải địa kỹ thuật hoặc một ca thi công phải tiến hành lấy một mẫu thí nghiệm thành phần hạt.

b) Các yếu tố hình học

- Đo cao độ dọc theo đỉnh ống vải địa kỹ thuật cứ 4 m đo 1 điểm;

6.1.3 Kiểm tra sau thi công để phục vụ việc nghiệm thu hạng mục công trình

- Kiểm tra độ chặt, kết hợp kiểm tra thành phần hạt sau khi cố kết của hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy; cần thí nghiệm kiểm tra bằng phương pháp đào hố rót cát (hoặc đóng dao vòng) tại ba vị trí ngẫu nhiên cho mỗi đoạn 100 m dài tuyến ống vải địa kỹ thuật (thường thực hiện tại vị trí cổng bơm vật liệu).

...

- Kiểm tra các yếu tố hình học và độ bằng phẳng: cần tiến hành kiểm tra với mật độ đo đạc quy định trong Bảng 3.

Bảng 3 - Yêu cầu về kích thước hình học và độ bằng phẳng ống vải địa kỹ thuật

Chỉ tiêu kiểm tra

Mật độ kiểm tra

Giới hạn cho phép (cm)

Ghi chú

1. Cao độ đỉnh ống

4 m dài/1 điểm/1 ống

±15

...

2. Vị trí tim ống

7 m dài/1 điểm/1 ống

±60

3. Chiều cao ống

4 m dài/1 điểm/1 ống

±15

Quan trắc 10 ngày

4. Chiều dài ống

...

±60

6.2 Nghiệm thu công tác thi công ống vải địa kỹ thuật

Nghiệm thu công tác thi công ống vải địa kỹ thuật cần xem xét đầy đủ các tài liệu sau:

- Chứng chỉ phù hợp chất lượng vải địa kỹ thuật, chất lượng đường may, cổng bơm vật liệu, tấm chắn chống xói, báo cáo nghiệm thu ống vải địa kỹ thuật tại hiện trường và báo cáo nghiệm thu vật liệu thay thế.

- Cung cấp đầy đủ những tài liệu về thi công ống vải địa kỹ thuật.

- Báo cáo kết quả kiểm tra nền đất, mặt bằng trong phạm vi lắp đặt ống vải địa kỹ thuật.

- Báo cáo và ghi chép trong quá trình thi công ống vải địa kỹ thuật.

- Các biên bản nghiệm thu từng phần việc hoặc nghiệm thu trung gian như: nghiệm thu nền đất, nghiệm thu mặt bằng, nghiệm thu vị trí rải tấm chắn chống xói, nghiệm thu vị trí rải ống vải địa kỹ thuật; nghiệm thu cao độ làm đầy ống vải địa kỹ thuật.

...

- Các văn bản đề nghị thay đổi và cho phép thay đổi các phần trong thiết kế.

- Nhật ký thi công công trình và các tài liệu khác có liên quan theo quy định.

Phụ Lục A

(Tham khảo)

Hướng dẫn tính toán khi thi công ống vải địa kỹ thuật

a) Nguyên tắc tính ống vải địa kỹ thuật

Nguyên tắc tính ống vải địa kỹ thuật dựa trên nguyên lý cân bằng của vỏ ống từ đó xác định được sức căng tại vỏ ống. Phương pháp tính dựa trên các giả thiết sau:

Ống vải địa kỹ thuật là thẳng tại mọi vị trí trên ống mặt cắt ngang luôn vuông góc với trục dọc ống. Thành phần lực gây lên ứng suất trong ống chủ yếu là do áp lực bơm vật liệu trong quá trình làm đầy ống.

...

Vật liệu bơm vào ống là vật liệu lỏng, có tính sệt không gây ứng suất cục bộ trong ống.

Không có ứng suất kéo giữa vật liệu trong ống và vỏ ống.

Sơ đồ tính toán được trình bày trong Hình A.1 như sau:

Hình A.1 - Sơ đồ tính toán vỏ ống vải địa kỹ thuật

Trong đó:

H là chiều cao ống - chiều cao cột nước tại điểm A đang xét, m;

b là chiều rộng ống vải địa kỹ thuật tiếp xúc với nền, m;

W là chiều rộng tối đa của ống vải địa kỹ thuật, m;

...

P_x là áp lực tổng tại điểm tính (có cột nước tĩnh là γ.x), kPa;

γ là trọng lượng thể tích của vật liệu bơm vào ống, kN/m³;

L là chu vi của ống, m;

R là bán kính cong của ống, m.

Với một điểm nằm trong ống có cột nước tĩnh là γ.x, tổng áp lực tại điểm tính (Px) theo công thức sau:

P_x = P₀ + x

(A.1)

Đường cong của ống được mô tả bởi phương trình toán học y=f(x). Giả sử tại một điểm trên bề mật ống S(x,y) có bán kính cong là r, tâm của đường cong là C(xc ,yc).

Lực xé của ống vải địa kỹ thuật T_a_xi_a_l (kN/m) được tính theo công thức:

...

(A.2)

Từ công thức tổng quát (A.2) có thể xác định được lực căng của vải, áp lực bơm vật liệu và chiều cao tối ưu của ống vải địa kỹ thuật.

b) Ví dụ tính toán xác định hình dạng của ống vải địa kỹ thuật

Hình dạng của ống có thể xác định theo các công thức dưới đây:

Với chu vi: S = πD = S₀ = hằng số;

Hệ số đầy: ϕ = A_f / A₀ ≤ 1

(A.3)

Khi ống đầy vật liệu thì ϕ = 1 ta có giá trị lớn nhất của tỷ số:

...

Trong đó:

A₀, A_f Tương ứng là diện tích ống vải địa kỹ thuật khi ống đầy lý tưởng và thông thường, m²;

So, S Tương ứng là chu vi ống vải địa kỹ thuật khi ống đầy lý tưởng và thông thường, m;

D Đường kính ống vải địa kỹ thuật đầy lý tưởng, m;

a, b Tương ứng là chiều cao và chiều rộng ống vải địa kỹ thuật thông thường, m.

Các thông số về hình dạng ống được trình bày như ở Hình A.2 - Các thông số về hình dạng của ống vải địa kỹ thuật

Hình A.2 - Các thông số về hình dạng của ống vải địa kỹ thuật

Với các phương trình cơ bản sau:

...

và A_f = 0.25πab = A₀ = ϕπD² /4

Với hình dạng elip ta có:

ab = ϕ D²; b = ϕD²/a và (a + b) = 2D

(a+ϕD²/a) = 2D và a² - 2aD + ϕD² =0

Trong đó:

Nếu ϕ =1, trong trường hợp lý tưởng, ống tròn ta có a=b=D nên:

Nếu ống vải địa kỹ thuật chuyển sang dạng hình chữ nhật thì ta có:

...

Trước đây, dựa vào các nguyên tắc trên người ta thường giả định các điểm cuối của ống là hình trụ và bề mặt trên của ống là phẳng. Tuy nhiên không có giả định về độ dãn cơ cấu dưới tác dụng của trọng lượng bản thân của ống vải địa kỹ thuật, hoặc làm giảm trọng lượng bản thân do phản lực. Hình A.3 thể hiện ví dụ về sơ đồ hình dạng ống vải địa kỹ thuật. Kích thước của ống được xác định theo công thức:

Hình A.3 - Một ví dụ thể hiện quan hệ giữa chiều cao và chiều rộng của ống

Trong thực tế sự thay đổi hình dạng mặt cắt ngang của ống là rất phức tạp, nó phụ thuộc vào vật liệu làm đầy ống và cột nước tĩnh trên ống, hình dạng của mặt cất ngang sẽ thay đổi từ hình dạng phẳng (khi chưa bơm ống) cho tới hình tròn (khi bơm đầy ống), giả định rằng trong suốt quá trình bơm, vật liệu trong ống ở dạng lỏng và ống vải địa kỹ thuật là một ống mềm không thấm qua được. Áp lực trong ống được tính theo công thức (A.5) như sau:

p_A = (ρ_c - ρ_w) gH_A

(A.5)

trong đó:

p_A là áp lực tổng tại điểm A, kPa;

ρ_c là khối lượng thể tích của túi vải địa kỹ thuật (hỗn hợp nước-vật liệu làm đầy), kg/m³;

...

H_A là chiều cao cột nước thủy tĩnh tại điểm A đang xét (m);

g là gia tốc trọng trường, g=9,8 m/s².

Từ công thức (A.5) ta có:

Áp lực thủy tĩnh cực đại p_m tại mặt tiếp xúc giữa ống và mặt nền:

p_m = p_b = (ρ_c - ρ_w)gH_A

(5)

Ta lại có p_m = lực đẩy nổi của 1 m dài ống vải

Trong đó:

p_m là áp lực tổng lớn nhất, kPa;

...

H_m là cột nước tĩnh lớn nhất, m;

b là bề rộng tiếp xúc, m.

trong đó: r = s/p_A

s là ứng suất trong vỏ ống (Tại điểm A), kPa;

r là bán kính cong của phần tử vỏ ống tại điểm A, m.

Hình dạng của ống vải địa kỹ thuật được tính thử dần qua các công thức (A.6) trên, bằng cách:

Đầu tiên giả định ứng suất giới hạn trong ống từ đó ta xác định được chiều cao của ống; Tiếp sau ta có thể tính đúng dần bán kính cong của ống bằng công thức: r = s/p_A; khi chiều cao của ống bằng giá trị giả định thì giá trị ứng suất và hình dạng của ống là giá trị cần tìm.

Tại Hình A.4 tính toán thử nghiệm với giả định nền nằm ngang phẳng, có thể xác định được chiều cao cột nước tĩnh H_m = 5 m và H_m = 8 m, kết quả được trình bày ở như sau:

...

Đường kính trung bình của ống là D = 2,5 m, tuy nhiên thực tế ống vải địa kỹ thuật có hình elip, với chiều cao và chiều rộng trung bình là: (2,1 x 2,7) m trong trường hợp H_m = 5 m và (2,25 x 2,60) m trong trường hợp H_m = 8 m.

Ta có thể tính toán ống vải địa kỹ thuật xếp chồng tiếp, theo cách tính toán trên, khi tính toán các ống vải địa kỹ thuật xếp chồng phía trên ta có thể coi như đặt trên bề mặt phẳng.

Tiêu chuẩn ổn định khác

Khi khối xếp gia cố chịu tác động của sóng khối gia cố phải đảm bảo các điều kiện sau:

- Không bị phá hoại về mặt kết cấu ống.

- Khối xếp không được biến hình theo hai phương ngang ống và dọc ống.

- Tiêu chuẩn ổn định của khối gia cố dưới tác dụng của dòng chảy:

- Ống vải địa kỹ thuật dưới tác dụng của dòng chảy phải không được biển hình dưới tác dụng của dòng chảy.

c) Tính toán tốc độ bơm và khả năng bơm

...

Tốc độ bơm yêu cầu tối thiểu được chi phối bởi hai biến số - loại vật liệu làm đầy và đường kính bơm. Quan trọng là phải biết trước sự phân bố cỡ hạt của loại cát được sử dụng. Đường cong phân bố kích thước hạt có thể xác định đường kính trung bình của vật liệu làm đầy.

(A.7)

Trong đó:

D_mf là đường kính trung bình của hạt [m].

Khi đường kính hạt trung bình được thiết lập, tốc độ bơm tới hạn (v_c_r) đối với đường kính ống thích hợp ( _pipe) có thể được xác định. Führboter đã phát triển các công thức thực nghiệm để xác định v_cr theo các giá trị khác nhau của D_mf và đường kính ống.

Trong

Bảng A.1 cho thấy sự thay đổi của tốc độ bơm (v_cr) đối với các đường kính ống khác nhau ( _pipe) và đường kính hạt vật liệu làm đầy trung bình (D_mf).

Bởi vì tốc độ bơm tới hạn cũng là tốc độ mà vật liệu làm đầy lắng đọng trong đường ống chứa áp lực không xảy ra; trong thực tế, tốc độ bơm tối thiểu = v_cr + 0,5 m/s được sử dụng. Không nên sử dụng tốc độ cao hơn do công suất yêu cầu và (do tiêu thụ năng lượng) và hao mòn của bơm tăng theo bình phương tốc độ bơm.

...

Vật liệu làm đầy có thể được cung cấp từ xà lan hoặc tàu và có thể được thu gom từ đáy bằng máy hút. Một lựa chọn khác là sử dụng máy bơm: Trong trường hợp này, một cần cầu dỡ sà lan và sau đỏ đưa vật liệu làm đầy vào máy bơm.

Vật liệu làm đầy được khai thác bằng máy hút và xói hoặc máy hút và được bơm trực tiếp vào máy bơm. Phương pháp này thường chỉ áp dụng cho quy mô nhỏ sử dụng máy hút có công suất hạn chế. Thông thường, công suất của máy nạo vét hiện đại rất lớn không thể sử dụng trực tiếp để làm đầy ống vải địa kỹ thuật.

Bảng A.1 - Tốc độ bơm giới hạn V_cr là hàm số phụ thuộc loại cát và đường kính bơm.

D_m_f cát bơm (μm)

Loại cát

Đường kính bơm ø_pipe (m)

0,30

0,35

0,40

...

0,50

100

Mịn

2,40 m/s

2,59 m/s

2,77 m/s

2,94 m/s

3,10 m/s

200

...

3,09 m/s

3,34 m/s

3,57 m/s

3,78 m/s

3,99 m/s

300

Thô vừa

3,43 m/s

3,71 m/s

...

4,20 m/s

4,43 m/s

Bảng A.2 - Lưu lượng bơm Q [m³/h] là hàm số của loại cát, tốc độ bơm

(tốc độ bơm (dựa vào v_cr + 0,5 m/s từ Bảng A.1) vả tỷ lệ trộn (20%r) của hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy)

D_mf cát bơm (mm)

Loại cát

Đường kính bơm ø_pipe (m)

0,30

0,35

...

0,45

0,50

0,100

Mịn

148 m³/h

214 m³/h

296 m³/h

394 m³/h

509 m³/h

...

Mịn vừa

183 m³/h

266 m³/h

368 m³/h

490 m³/h

634 m³/h

0,300

Thô vừa

200 m³/h

...

403 m³/h

538 m³/h

697 m³/h

Công suất bơm phụ thuộc vào một số biến bao gồm đường kính ống và tốc độ bơm và cả chiều dài của ống áp lực và sức cản của đường ống bơm. Cuối cùng xác định từ công thức tính toán và tra bảng để xác định công suất cần thiết của máy bơm sẽ sử dụng trong quá trình làm đầy ống.

Nếu giả định nồng độ cát là 20% theo thể tích (tỷ lệ hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy thông thường), thì lượng cát có thể được xác định dựa trên tốc độ bơm giới hạn v_cr, đường kính ống và cấp phối cát trung bình, sử dụng Bảng A.2.

Việc lựa chọn thiết bị được sử dụng phải phù hợp với quy mô của dự án và thời gian phù hợp để thi công dự án.

Cần chú ý tính toán lượng cát được cung cấp ở trên không tính đến những tổn thất trong quá trình nạo vét được đề cập dưới đây:

+ Thay đổi xà lan dưới máy hút vật liệu làm đầy hoặc máy bơm cát;

+ Điều chỉnh máy hút;

...

+ Thay đổi ống vải địa kỹ thuật;

+ Thay đổi của vật liệu nạo vét.

Kinh nghiệm cho thấy rằng hệ số hiệu quả, thông qua những tổn thất này, có thể giảm 50% hiệu suất thiết kế, qua đó có thể làm tăng thời gian thi công ống vải địa kỹ thuật,

d) Tính toán tốc độ lắng của vật liệu làm đầy

Ống vải địa kỹ thuật có thể được lấp đầy bằng hỗn hợp sét - cát hoặc cát (vật liệu làm đầy). Trong nhiều trường hợp, cát có sẵn tại địa phương sẽ được sử dụng. Các tính chất của cát (phân bố kích thước hạt và mật độ hỗn hợp) đóng một vai trò quan trọng trong quá trình thiết kế, chẳng hạn như trong việc lựa chọn vải địa kỹ thuật. Nếu cát có quá nhiều hạt mịn, thì ống vải địa kỹ thuật sẽ cố kết rất chậm.

Khi hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy được bơm vào ống vải địa kỹ thuật, cát sẽ lắng xuống và nước sẽ chảy ra qua các lỗ ở lớp vải và các cổng thoát được mở ra. Tốc độ lắng đọng xác định thời gian để cát lắng khỏi hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy. Khi biết vận tốc hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy được bơm qua ống có thể ước tính khoảng cách cần thiết giữa các cổng đầu vào và đầu ra. Nếu khoảng cách này quá ngắn, vật liệu làm đầy (cát) sẽ không lắng xuống từ hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy và sẽ chảy ra khỏi ống. Trong trường hợp khoảng cách nầy quá dài, ống sẽ chỉ được làm đầy một phần.

Công thức tính toán thiết kế được trình bày dưới đây (để đổ đầy phễu) đối với tốc độ lắng của cát từ hỗn hạp cát-nước:

(A.8)

...

V_sed

là tốc độ lắng (tốc độ nền cát tăng), m/s;

là độ rỗng của cát lắng (vật liệu làm đầy);

W₀

là vận tốc rơi của hạt đơn, m/s;

là nồng độ cát trong hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy, m³/m³.

Công thức này áp dụng cho các trường hợp không có sự xói mòn bên trong của lớp cát trong quá trình lắng đọng và trong trường hợp bỏ qua lượng nước thoát ra từ các lỗ rỗng của cát. Công thức có thể được sử dụng để ước tính tốc độ lắng khi bắt đầu làm đầy ống vải địa kỹ thuật. Khi ống vải địa kỹ thuật được lấp đầy phần lớn, dòng nước chảy qua ống vải địa kỹ thuật trở nên lớn hơn đáng kể và xói mòn sẽ xảy ra và tốc độ lắng sẽ giảm làm cho tốc độ lấp đầy giảm đáng kể. Xác định W₀ theo công thức (A.8), kết hợp sử dụng định luật Stokes:

...

(A.9)

Trong đó:

hệ số hình dáng đề nghị lấy là 0,7;

tỷ trọng tương đối của vật liệu làm đầy (Δ= (ρ_s - ρ_w)ρ_w));

ρ_s

khối lượng riêng của vật liệu làm đầy, kg/m³;

ρ_w

...

D_mf

đường kính hạt trung bình của cát (công thức (A.7), m;

độ nhớt động học của nước (u=40.10^-⁶/(20+T)), m²/s;

nhiệt độ tính bằng °C;

Khi đã biết nồng độ đầu ra của hỗn hợp, mật độ và tốc độ rơi của hạt, ta có thể xác định được tốc độ lắng. Có hai phương pháp để xác định tốc độ lắng:

- Hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy trong ống vải địa kỹ thuật vẫn nằm phía trên lớp vật liệu làm đầy đã lắng xuống. Trong trường hợp này, nồng độ cát trong hỗn hợp cát-nước là khá ổn định và chỉ độ dày của hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy giảm.

- Có sự xáo động trong hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy, để lại một nồng độ duy nhất trên toàn bộ chiều dày, khi đó lượng vật liệu làm đầy lắng xuống từ hỗn hợp sẽ bị giảm đi.

...

Đối với trường hợp đầu tiên được mô tả ở trên, tốc độ lắng tính toán rất đơn giản. Đối với các loại vật liệu làm đầy và nồng độ khác nhau, tốc độ lắng được đưa ra trong Hình A.5. Về mặt lý thuyết, tốc độ lắng phụ thuộc vào cả đường kính hạt và nồng độ. Trong thực tế, do nồng độ vật liệu làm đầy trong hỗn hợp nước - vật liệu làm đầy nhỏ hơn 0,4, nên ảnh hưởng của đường kính vật liệu làm đầy chiếm ưu thế. Đối với trường hợp thứ hai được mô tả ở trên, yêu cầu cần có một mô phỏng số học do nồng độ vật liệu làm đầy thay đổi theo tốc độ lắng. Theo quan sát đã có trong dưới đây, tốc độ lắng ở các nồng độ vật liệu làm đầy khác nhau dưới 0,4 vẫn tương đối ổn định. Ngoài ra, trong trường hợp thứ hai, có thể ước tính tốc độ lắng bằng cách sử dụng công thức (A.8) kết hợp tra biểu đồ theo Hình A.5 dưới đây.

Điều này được tính toán và thử dần bằng các mô phỏng số học trong đó nồng độ ban đầu của hỗn hợp cát-nước khi bơm vào ống vải địa kỹ thuật phải được nhập dưới dạng nồng độ công thức.

Hình A.5 - Tính toán tốc độ lắng của vật liệu làm đầy trong ống vải địa kỹ thuật.

Tính toán thử dần cho tới khi vải địa kỹ thuật có độ thấm tương đương với độ thấm của vật liệu làm đầy, tốc độ lắng sẽ cao hơn so với tính toán, vì xảy ra hiện tượng thoát nước hai bên trong khi tính toán lại theo dạng thoát nước một bên.

e) Tính toán lượng vật liệu làm đầy cần thiết

Trước khi thi công, cần tính toán lượng vật liệu cần thiết để điền đầy ống vải địa kỹ thuật, lượng vật liệu làm đầy được tính theo công thức sau:

V_ld = V_ht (1 + K)

(A.10)

...

V_l_d: Lượng vật liệu làm đầy cần thiết;

V_ht: Lượng vật liệu làm đầy trong ống vải địa kỹ thuật sau hoàn thành;

K: Hệ số hao hụt khi thi công.

Hệ số hao hụt khi thi công của ống vải địa kỹ thuật được xác định qua các hệ số hao hụt sau:

K = K₁ + K₂ + K₃

(A.11)

Trong đó:

K₁: Hệ số nén chặt tuyệt đối giữa vật liệu làm đầy và vật liệu làm đầy được nén chặt tuyệt đối, thông thường

...

K₃: Lượng vật liệu mất đi trong quá trình bơm (lượng hạt có kích thước lớn hơn kích thước lỗ của vải địa kỹ thuật bị cuốn đi dưới tốc độ dòng chảy của máy bơm), K₃thông thường từ 10 % đến 25 %.

f) Ví dụ tính toán các thông số trong quá trình thi công:

Tính toán cho 1 kết cấu ống vải địa kỹ thuật có các thông số đầu vào như sau:

+ Độ điền đầy của ống vải địa kỹ thuật: f = 70 %;

+ Diện tích của ống vải địa kỹ thuật: S = 12,3 m;

+ Vật liệu chế tạo ống vải địa kỹ thuật là PP, cường lực Max: T_m = 80 kN/m;

+ Kích thước lỗ của ống vải địa kỹ thuật: O₉₀ = 250 μm;

+ Vật liệu làm đầy có các thông số sau:

D₁₀ = 100 μm; D₂₀ = 140 μm; D₃₀ = 178 μm; D₄₀ = 216 μm; D₅₀ = 255 μm; D₆₀ = 292 μm;

...

+ Độ ẩm tốt nhất của vật liệu làm đầy: 20 %;

+ Lượng hạt mịn thoát qua ống vải địa kỹ thuật: 6,25 %;

+ Hàm lượng nước trong hỗn hợp bơm là: 100 %;

+ Lượng vật liệu mất đi trong quá trình bơm là: 10 %;

+ Đường kính ống bơm: Φ = 0,4 m

Hình A.6 - Mặt cắt ngang tuyến ống vải địa kỹ thuật

MSL: Mực nước biển cao nhất;

* Tính toán hình dạng ống vải địa kỹ thuật:

...

Từ độ cố kết f = 70 % tra bảng ta có r = 0,32 R; b= 2,69 R; h = 0,98 R;

r_70%= = 0,63 m;

b₇_0%= = 4,27 m;

h_70%= = 1,92 m;

* Tính toán đường kính hạt trung bình D_mf theo công thức (A.7) như sau:

* Tính toán vận tốc giới hạn của bơm V_c_r:

...

* Tính toán tốc độ vật liệu chạy trong ống bơm V_pipe:

Tốc độ vật liệu bơm chạy trong ống bơm: V_pipe = V_cr + 0,5 = 3,72 + 0,5 = 4,22 m/s;

* Tính toán lưu lượng bơm Q:

Lưu lượng bơm của máy bơm được xác định từ vận tốc giới hạn của bơm V_cr và đường kính bơm F; tra bảng Bảng A.2 ta xác định được lưu lượng bơm Q = 381 m³/giờ.

* Tính toán thời gian bơm đầy, chiều dài ống được làm đầy:

Xác định thời gian bơm đầy, chiều dài ống được làm đầy theo thời gian:

Từ lưu lượng bơm Q=381 m³/giờ, với độ cố kết f = 70 % => diện tích 1 cắt ngang ống vải địa kỹ thuật là:

S_ô = Sxf = 12,3 x 70 % = 8,4m².

Như vậy 1 giờ sẽ bơm được: 381 / 8,4 = 45 m dài ống.

...

Giả sử hàm lượng vật liệu bơm trong ống là 20%, nhiệt độ hỗn hợp cát nước là 25°C.

Ta có tốc độ lắng của vật liệu làm đầy theo công thức (A.8):

Trong đó:

Như vậy tính tốc độ lắng của vật liệu làm đầy

* Tính toán lượng vật liệu làm đầy cần thiết

Lượng vật để điền đầy ống vải địa kỹ thuật, lượng vật liệu làm đầy được tính theo công thức (A.10):

...

+ Tổng lượng nước thoát qua vải V nước = 50 % - (50 % * 20 %) = 40%;

+ Lượng hạt mịn thoát qua ống vải địa kỹ thuật = 6,25 % * 40 % = 2,5 %;

+ Lượng hạt mịn thoát qua ống vải địa kỹ thuật tính theo khối lượng hạt rắn ;

+ Lượng hao hụt khi thi công K = K₁ + K₂ + K₃ = 7,66 % + 5 % + 10 % = 22,66 %.

V_ld = V_ht (1 + K) = 8,4 · (1 + 0,2266) = 8,4 · 1,2266 = 10,30 (m³ /m dài).

Phụ Lục B

(Tham khảo)

Thí nghiệm xác định độ tách nước từ túi địa kỹ thuật tại hiện trường

...

Phương pháp thí nghiệm này được sử dụng để hỗ trợ để thiết kế các hệ thống ống vải địa kỹ thuật chứa vật liệu chứa nước có hàm lượng hạt mịn và có hàm lượng nước cao như vật liệu nạo vét, vật liệu bùn thải để đáp ứng các yêu cầu đặc biệt về môi trường hoặc các yêu cầu khi thi công. Thí nghiệm này thường được sử dụng để xác định tính hiệu quả tách nước của vải địa kỹ thuật đối với vật liệu chứa nước nhằm xác định lượng vật liệu mịn đi qua vải địa kỹ thuật và tốc độ tách nước đối với vật liệu có hàm lượng nước cao.

Nhà thiết kế có thể sử dụng phương pháp thí nghiệm này để đánh giá lượng vật liệu hạt mịn có thể đi qua túi vải địa kỹ thuật thoát ra ngoài môi trường.

Phương pháp thử này thường được thực hiện tại hiện trường nhằm đánh giá một loại vật liệu cụ thể, vì kết quả sẽ phụ thuộc vào vật liệu làm đầy và vải địa kỹ thuật cụ thể được đánh giá và vị trí của ống vải địa kỹ thuật bên dưới hoặc trên mặt nước.

B.1 Thiết bị, dụng cụ

B.1.1 Thiết bị dụng cụ theo phương pháp A

+ Khung gỗ, như trong Hình B.1.

+ Túi địa kỹ thuật được viền bằng đai kim loại có 8 lỗ cách đều nhau với chiều dài 165 cm, chu vi 152 cm, chứa được 75 l, như trong Hình B.2.

+ Khay bằng nhôm có đường kính 61 cm, cao 8 cm trong Hình B.1;

+ Cốc đong thu nước bề mặt mẫu 0,5 / sử dụng để thu nước;

...

+ Đồng hồ bấm giờ.

+ Máy khuấy (có thể dùng que khuấy gắn trên máy khoan điện cầm tay).

+ Vật liệu thí nghiệm (vật liệu nạo vét).

+ Chén nung;

+ Màng lọc;

+ Bơm chân không.

+ Nước (không có cặn) được lấy từ nước tại khu vực thi công để ngâm các bao vải địa kỹ thuật. Không sử dụng nước khử ion hoặc nước cất từ bất kỳ nguồn nước nào khác.

Hình B.1 - Khung gỗ và các dụng cụ theo phương pháp A

...

Hình B.2 - Túi vải địa kỹ thuật treo theo phương pháp A

B.1.2 Thiết bị dụng cụ theo phương pháp B

+ Túi địa kỹ thuật được viền bằng đai có 4 lỗ cách đều nhau với chiều dài 92 cm, chu vi 152 cm, chứa được 75 l, như trong Hình B.2.

+ Khay đáy sâu 15,2 cm, rộng 41,9 cm và máng nhựa trong suốt dài 88,3 cm như trong Hình B.1 (02 khay);

+ Ống đong 1000 ml sử dụng để đong nước;

+ Đồng hồ bấm giờ.

+ Máy khuấy (có thể dùng que khuấy gắn trên máy khoan điện cầm tay).

+ Vật liệu thí nghiệm (vật liệu nạo vét).

...

Hình B.3 - Khung gỗ và các dụng cụ theo phương pháp B

Dây buộc

Hình B.4 - Túi vải địa kỹ thuật theo phương pháp B

B.2 Yêu cầu, trình tự tiến hành thí nghiệm

Túi địa kỹ thuật được làm bằng cách khâu một hoặc nhiều lớp vải địa kỹ thuật để tạo thành túi (vải địa kỹ thuật do nhà cung cấp vải địa kỹ thuật gửi tới).

a) Chuẩn bị túi

- Túi thí nghiệm theo phương pháp A các túi phải có chu vi bên trong 114 cm và dài 163 cm như trong Hình B.2. Một cạnh viền dọc theo chu vi túi bằng đai kim loại có bề rộng 2,5 cm đục 8 lỗ đường kính 1,0 cm cách đều nhau. Các đường may bằng vải được khâu bằng hai mũi khâu kép để chứa vật liệu thí nghiệm như trong Hình B.2, phần đáy túi được gập và không may.

- Các túi theo phương pháp B phải sâu 92 cm và chu vi 152 cm như trong Hình B.4. Bốn dây đai cách đều nhau được khâu vào mép trên của túi Các mối nối "J" được tạo bởi hai mũi khâu kép dọc theo hai bên của túi, phần đáy túi được gập và không may.

...

- Sau khi túi địa kỹ thuật đã được xả hết nước, gắn túi địa kỹ thuật vào khùng hoặc thiết bị khác có khả năng giữ túi ổn định. Trường hợp thí nghiệm theo phương pháp A giữ túi bằng cách luồn các bu long vào các lỗ trên đai kim loại, cần để trống 20 cm từ đáy túi địa kỹ thuật trên mặt sàn thí nghiệm để có thể lấy khay ra khi đã đầy nước và hạt mịn được tách ra.

b) Thí nghiệm

- Khuấy mẫu thí nghiệm.

- Thí nghiệm theo phương pháp A, lấy khoảng 150 l đến 190 l vật liệu thí nghiệm vào trong thùng chứa (có thể tích 208 l). Khuấy các vật liệu bằng máy khuấy trong một phút để đạt độ ổn định đồng nhất sẽ đại diện cho vật liệu thí nghiệm. Đổ hỗn hợp này qua một phễu có kích thước phù hợp được gắn vào túi địa kỹ thuật rồi đồng thời bấm đồng hồ.

- Đối với thí nghiệm theo phương pháp B, lấy 19 l vật liệu thí nghiệm, khuấy mẫu như mô tả ở trên. Lấy một mẫu bùn ban đầu để xác định phần trăm chất rắn theo trọng lượng hoặc gửi đến phòng thí nghiệm để xác định phần trăm chất rắn theo trọng lượng. Đổ hỗn hợp bùn vào túi treo và bấm đồng hồ bấm giờ.

- Đong lượng nước tách ra.

- Đối với thí nghiệm theo phương pháp A, vì các khay nhôm nông nhỏ (khoảng 11 l nước và hạt mịn), và ghi lại thời gian và số lượng. Đặt cẩn thận mẫu nước và hạt mịn với tất cả các hạt mịn có thể nhìn thấy trong các thùng thủy tinh sạch đã ghi thời gian, số lượng và thứ tự thu thập.

- Đối với phương pháp B, lấy khay chứa theo các khoảng thời gian xác định trước và thay thế các khay sạch vào lần lượt khi khay trước đã đầy và ghi lại theo thời gian.

- Mỗi mẫu nước và hỗn hợp nên lưu lại để phân tích kết quả thí nghiệm.

...

Đối với phương pháp A tiến hành thu nước và hạt mịn từ hệ thống thoát nước của vật liệu thí nghiệm trong các khay cho đến khi lượng nước và hạt mịn thoát ra dâng lên trong khay nhôm nhỏ hơn 2,5 cm trong thời gian 24 giờ thì kết thúc thí nghiệm.

- Sau khi hoàn thành việc lấy mẫu, khuấy phần nước lọc ở từng cốc (0,5 l) cho đến khi trộn đồng đều. Sau một phút trộn, thu được mẫu huyền phù hạt mịn trong khi vẫn tiếp tục khuấy, với bộ lấy mẫu cốc đong 0,5 l nâng hạ thiết bị khuấy với chu kỳ 30 s hạ xuống và 30 s nâng lên. Quy trình lấy mẫu này cho phép thu thập mẫu trên toàn bộ chiều sâu của hỗn hợp.

- Rửa cốc lọc bằng cách đặt đĩa lọc đã biết trước khối lượng vào thiết bị lọc hoặc dưới đáy chén nung phù hợp. Tiến hành hút chân không và rửa đĩa lọc với 20 ml hỗn hợp ba lần liên tiếp theo trình tự sau:

+ Cho 20 ml hỗn hợp vào cốc, hút chân không để hút hết toàn bộ nước trong đĩa.

+ Cẩn thận tháo đĩa lọc ra khỏi thiết bị lọc và chuyển sang đĩa nhôm hoặc thép không gỉ. Trường hợp cốc lọc sử dụng chén nung phải di dời tổ hợp đĩa và chén nung

+ Đặt đĩa lọc trong lò sấy ít nhất 1 h tại nhiệt độ 104 °C ± 1 °C;

+ Để đĩa trong bình hút ẩm cho đến khi đạt nhiệt độ trong phòng;

+ Cân đĩa lọc với độ chính xác 0,01 g.

B.3 Tính toán tổng hàm lượng hạt mịn thoát qua ống vải địa kỹ thuật

...

(B.1)

trong đó:

S_s: là hàm lượng hạt mịn thoát qua ống vải địa kỹ thuật (mg/l);

A: là khối lượng mẫu khô và cốc lọc (g);

B: là khối lượng cốc lọc (g);

C: là thể tích mẫu thử (20 ml).

- Tính toán tốc độ tách nước theo công thức:

...

- Hiệu chỉnh tốc độ tách nước về nhiệt độ tiêu chuẩn F theo công thức:

(B.3)

trong đó:

F_DM là tốc độ tách nước;

F_20°C là tốc độ tách nước quy đổi về nhiệt độ chuẩn 20°C;

U_T là hệ số độ nhớt của nước ở nhiệt độ T tra tại Hình B.5;

U_20°C là hệ số độ nhớt của nước ở nhiệt độ chuẩn 20°C;

...

B.4 Báo cáo kết quả thí nghiệm

Báo cáo kết quả thí nghiệm xác định độ tách nước từ túi địa kỹ thuật tại hiện trường gồm các thông tin sau:

- Phương pháp thí nghiệm;

- Loại mẫu thử (Mẫu nạo vét tại chỗ, mẫu bùn, mẫu được vận chuyển từ nơi khác tới); khối lượng ban đầu, trọng lượng, phần trăm chất rắn theo trọng lượng và thể tích của vật liệu được sử dụng các tính chất vật lý của vật liệu như cấp phối và trọng lượng riêng;

- Các thông tin về dự án, địa điểm lấy mẫu, ký hiệu mẫu, độ sâu lấy mẫu (nếu có);

- Mô tả loại vải địa kỹ thuật và đường may được thử nghiệm;

- Báo cáo số lượng mẫu thử được kiểm tra và hướng thử nghiệm (nếu có);

- Báo cáo khối lượng trầm tích được thu thập trong máng và tổng lượng nước bị khử trong quá trình thử nghiệm;

- Báo cáo dữ liệu thử nghiệm hoàn chỉnh bao gồm nhiệt độ của nước, tốc độ dòng chảy được ghi lại, thời gian thử nghiệm và hàm lượng chất rắn lơ lửng đối với từng vật liệu nạo vét và mẫu nước thu được và tổng giá trị trung bình cho tất cả các thí nghiệm;

...

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] Nguyễn Viết Trung, Vũ Minh Tuấn, Công nghệ bảo vệ bờ và lấn biển, NXB Xây dựng, 2013;

[2] Adam Bezuijen, E.W. Vastenburg, Geosystems. Design Rules and Applications, CRC Press 2013;

[3] GT14 Test Method for Hanging Bag Test for Field Assessment of Fabrics Used for Geotextile Bags, Containers and Tubes, Geosynthetics Research Institute, USA, 2004;

[4] GT15 Test Method for Pillow Test For Field Assessment of Fabrics/Additives for Geotextile Bags, Containers and Tubes, Geosynthetics Research Institute, USA, 2009;

[5] K.W Pilarczyk, Geosynthetics And Geosystems In Hydraulic And Coastal Engineering, Rotterdam, 2000;

[6] R.M. Koerner, Geotextiles From Design to Applications Elsevier, 2016.