View Categories

11 Thi công hệ thống thoát nước

11.1 Tổng quan

Các công trình thoát nước nên được xây dựng sớm trong giai đoạn san nền, đồng thời cần có các biện pháp bảo vệ xói mòn trước khi thiệt hại có thể xảy ra. Hệ thống thoát nước hiệu quả trong quá trình thi công không chỉ giúp tránh các trì hoãn tốn kém mà còn giảm nguy cơ hư hỏng do nền đất bão hòa. Các mái dốc cần được bảo vệ chống xói mòn càng sớm càng tốt để hạn chế thiệt hại và giảm thiểu lượng đất bị cuốn vào hệ thống thoát nước hiện hữu cũng như các công trình mới xây dựng.

11.2 Giám sát

Thiết kế phù hợp của các công trình thoát nước sẽ không thể đảm bảo hệ thống thoát nước đạt yêu cầu nếu thiếu sự giám sát chặt chẽ trong quá trình thi công. Giám sát thi công các công trình thoát nước không chỉ nhằm đảm bảo việc xây dựng tuân theo bản vẽ và thông số kỹ thuật, mà còn để phát hiện và điều chỉnh những thiếu sót trong bản vẽ thiết kế. Các công trình thoát nước cần được thể hiện trên bản vẽ thi công kèm theo các dữ liệu thiết kế thủy lực cần thiết, như diện tích lưu vực và lưu lượng thiết kế, để có đủ thông tin xử lý các vấn đề thoát nước phát sinh trong tương lai.

11.3 Đào đắp

Các công trình thoát nước thường được thi công từ cửa ra (outlet) tiến dần về đầu nguồn để đảm bảo dòng chảy trong suốt quá trình xây dựng. Các đê chặn dòng chảy thường được đắp bằng vật liệu đào từ khu vực cắt đất liền kề mà không làm xáo trộn lớp đất tự nhiên tại vị trí kênh thoát nước.

11.4 Kênh lót cỏ

Loại cỏ được lựa chọn cần phù hợp với điều kiện địa phương và vị trí công trình. Lớp lót cỏ có thể đạt hiệu quả nhanh nhất bằng cách trải thảm cỏ (sodding). Các phần cao của kênh có thể được trồng bằng phương pháp giâm cành hoặc gieo hạt nếu chi phí trải thảm cỏ quá cao, tuy nhiên cần cân nhắc thời điểm trong năm và khả năng mưa lớn có thể gây hư hại trước khi cây con bén rễ. Lớp hạt giống có thể được bảo vệ bằng lớp phủ, cỏ che phủ tạm thời, vải địa kỹ thuật, v.v. Ngoài ra, các dải cỏ vuông góc với tim kênh được đặt ở khoảng cách đều nhau cũng có thể giúp bảo vệ khu vực gieo hạt ở giữa. Cỏ trải thảm cũng có thể được sử dụng tại đáy kênh và một phần mái dốc để bảo vệ ngay lập tức, trong khi phần còn lại của mái kênh có thể được gieo hạt.

11.5 KÊNH VÀ MÁNG LÓT BÊ TÔNG

11.5 Kênh lót bê tông

Việc sử dụng lớp lót cứng không được khuyến khích; tuy nhiên, nếu áp dụng, lớp lót bê tông có thể được đổ tại chỗ, phun bê tông (shotcrete), hoặc sử dụng cấu kiện bê tông đúc sẵn. Lớp lót bằng đất xi măng cũng đã đạt hiệu quả tại một số địa điểm.

Lớp lót bê tông phải được đặt trên nền móng chắc chắn, thoát nước tốt để tránh nứt vỡ hoặc hư hỏng. Đất có mật độ thấp cần được đầm nén kỹ hoặc loại bỏ và thay thế bằng vật liệu phù hợp. Trong khu vực có đất hoàng thổ (loess) dày, lớp lót bê tông hoặc các loại lớp lót cứng khác có thể không phù hợp. Đất sét trương nở rất nguy hiểm đối với lớp lót cứng do sự thay đổi thể tích của chúng có thể làm cong vênh lớp lót và tạo ra nền móng không ổn định.

Khi đổ bê tông trực tiếp trên mái dốc không có cốp pha, có xu hướng sử dụng hỗn hợp bê tông cứng để tránh bị chảy trượt. Tuy nhiên, theo kinh nghiệm, việc sử dụng bê tông có độ sụt thấp mà không được đầm kỹ thường dẫn đến hiện tượng rỗ mặt dưới (honeycombing) (USBR 1987). Để tránh điều này, bê tông không nên có độ sụt nhỏ hơn 63 mm (2.5 inch). Bê tông có độ sụt này chỉ vừa đủ để giữ trên mái dốc. Sau khi được trải, bê tông cần được đầm kỹ, tốt nhất là ngay trước một tấm cốp pha trượt bằng thép có trọng lượng nặng di chuyển lên dốc (USBR 1987).

Lớp lót của kênh có dòng chảy vận tốc cao nên được đổ càng liền khối càng tốt, không có khe co giãn hoặc lỗ thoát nước, và sử dụng ít mối nối thi công nhất có thể. Các mối nối thi công cần được làm kín chống thấm. Cốt thép dọc và ngang nên được sử dụng để kiểm soát vết nứt, trong đó cốt thép dọc phải được liên kết qua các mối nối thi công. Lớp lót cần được neo vào mái dốc bằng tường chặn có cốt thép để ngăn ngừa trượt.

Việc bảo dưỡng lớp lót bê tông là rất quan trọng, đặc biệt trong điều kiện thời tiết nóng, khô và có gió, để ngăn ngừa hiện tượng khô sớm ở các góc, cạnh và bề mặt. Một nền đất đã được làm ẩm tốt và bao phủ bề mặt bê tông bằng bao tải ướt là phương pháp bảo dưỡng hiệu quả. Các mép kênh mới xây cần được bảo vệ bằng một dải cỏ ngay trong quá trình thi công. Thiết kế mép lớp lót cần để lại đủ độ sâu đất để cỏ có thể phát triển.

11.6 Kênh lót nhựa đường

Một lớp nền thoát nước tốt là cần thiết dưới lớp lót nhựa đường, vì lớp lót này không đủ cứng và nặng để chịu được áp lực nâng thủy tĩnh cao. Các biện pháp kiểm soát cỏ dại đôi khi là cần thiết trước khi thi công lớp lót. Các biện pháp này bao gồm việc nhổ sạch cỏ dại trên nền móng, sau đó phun chất diệt cỏ để ngăn chặn sự phát triển của thực vật.

11.7 Kênh lót đá hộc

Tất cả các loại đá sử dụng để lót kênh hoặc bảo vệ bờ cần phải có độ cứng cao, đặc, và bền. Hầu hết các loại đá magma và đá biến chất, nhiều loại đá vôi và một số loại đá sa thạch đều là vật liệu lót kênh tốt. Đá phiến sét (shale) không phù hợp, và các loại đá vôi hoặc đá sa thạch có chứa lớp phiến sét cũng không được khuyến khích sử dụng.

Đá khai thác có dạng góc cạnh được ưu tiên hơn so với đá cuội hoặc đá tròn. HEC-15 (Kilgore và Cotton, 2006) đưa ra hướng dẫn về cấp phối, độ dày và yêu cầu lớp lọc của đá hộc trong các kênh thoát nước ven đường, trong khi Báo cáo NCHRP 568 (Lagasse et al., 2006) cung cấp hướng dẫn về bảo vệ bờ.

Các tảng đá nên được đặt trên lớp lọc hoặc mái dốc tự nhiên đã được chuẩn bị theo cách tạo ra một khối đá có cấp phối tương đối đồng đều với tỷ lệ lỗ rỗng thấp nhất có thể. Lớp bảo vệ bằng đá cần được đặt với đầy đủ độ dày trong một lần thi công, đồng thời tránh làm xê dịch lớp nền bên dưới. Không được phép thi công lớp bảo vệ bằng đá theo từng lớp hoặc bằng cách đổ từ máng trượt hay các phương pháp tương tự có thể gây phân tách cấp phối.

Các viên đá lớn cần được phân bố đều, và toàn bộ khối đá phải tuân theo cấp phối được quy định. Lớp bảo vệ bằng đá cần được bố trí và phân bổ sao cho không xuất hiện các khu vực tập trung quá nhiều đá lớn hoặc quá nhiều đá nhỏ. Khối đá nên được sắp xếp chặt chẽ, với tất cả các cỡ đá được phân bố đúng tỷ lệ. Việc xếp đặt thủ công hoặc điều chỉnh từng viên đá bằng thiết bị cơ giới có thể cần thiết để đạt được kết quả như yêu cầu. Phân bố kích cỡ đá theo khối lượng có thể thực hiện bằng cách lựa chọn tải trọng đá phù hợp trong quá trình thi công hoặc kết hợp cả hai phương pháp.

Thông thường, lớp bảo vệ bằng đá nên được thi công đồng thời với việc đắp nền, với chỉ một khoảng thời gian trì hoãn tối thiểu cần thiết để tránh trộn lẫn vật liệu nền với đá bảo vệ. Đối với đá được xếp thủ công, các viên đá cần được đặt cẩn thận theo một mô hình nhất định nhằm giảm thiểu khoảng trống và đảm bảo bề mặt trên tương đối bằng phẳng. Các mối nối giữa các lớp đá nên được xếp so le với nhau.

Đá sử dụng cho phương pháp xếp thủ công nên có chất lượng cao hơn mức tối thiểu cần thiết đối với phương pháp đổ đá. Những viên đá có hình dạng gần vuông và độ dày tương đối đồng đều sẽ dễ xếp hơn so với đá có hình dạng không đều. Đá có cấu trúc phân lớp phẳng nên được đặt sao cho mặt phân lớp chính vuông góc với mái dốc. Các khe hở dẫn vào tầng dưới cần được lấp bằng mảnh đá nhỏ, tuy nhiên vẫn cần chừa đủ các khoảng trống để đảm bảo hệ thống thoát nước dưới bề mặt hoạt động hiệu quả.