Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8645:2019 về Công trình thủy lợi - Thiết kế, thi công và nghiệm thu khoan phụt vữa xi măng vào nền đá được Bộ Khoa học và Công nghệ công bố năm 2019, đưa ra các quy định kỹ thuật bắt buộc và hướng dẫn chi tiết cho công tác khảo sát, thiết kế, thi công và nghiệm thu hệ thống khoan phụt vữa xi măng nhằm chống thấm và gia cố nền đá cho các công trình thủy lợi.

Phạm vi và đối tượng áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng đối với các công trình thủy lợi xây dựng trên nền đá tự nhiên có yêu cầu xử lý chống thấm hoặc gia cố nâng cao khả năng chịu lực bằng phương pháp khoan phụt vữa xi măng. Đối tượng áp dụng bao gồm các chủ đầu tư, đơn vị tư vấn thiết kế, nhà thầu thi công, đơn vị giám sát và các cơ quan quản lý nhà nước có liên quan trong lĩnh vực xây dựng công trình thủy lợi.

Quy định chung về thiết kế khoan phụt vữa xi măng

• Cơ sở thiết kế: Thiết kế khoan phụt vữa phải dựa trên tài liệu khảo sát địa chất công trình, địa chất thủy văn chi tiết, kết quả thí nghiệm ép nước trong hố khoan và các yêu cầu kỹ thuật về độ thấm nước, cường độ chịu lực của nền công trình.
• Xác định mục đích phụt vữa: Phân định rõ ràng giữa phụt vữa tạo màn chống thấm (nhằm giảm lưu lượng thấm, giảm áp lực đẩy nổi dưới đáy công trình) và phụt vữa gia cố (nhằm lấp đầy các khe nứt, hang rỗng để tăng mô đun biến dạng và cường độ của đá nền).
• Thông số kỹ thuật thiết kế: Xác định sơ đồ bố trí các hàng hố khoan (hàng đơn, hàng kép), khoảng cách giữa các hố khoan trong cùng một hàng, chiều sâu phụt vữa, áp lực phụt lớn nhất cho phép đối với từng phân đoạn để tránh hiện tượng trồi đất đá hoặc nứt đất nền.
• Yêu cầu về vật liệu vữa phụt: Quy định cụ thể về loại xi măng sử dụng (thường là xi măng Portland có mác từ PC40 trở lên, độ mịn cao), nguồn nước pha vữa và các loại phụ gia (phụ gia giảm nước, phụ gia tăng nhanh hoặc chậm đông kết, phụ gia chống co ngót) nhằm tối ưu hóa tính chất của vữa.

Yêu cầu kỹ thuật trong thi công khoan phụt vữa

• Công tác khoan hố phụt: Hố khoan phải được thực hiện bằng thiết bị khoan xoay hoặc khoan đập phù hợp, đảm bảo độ thẳng đứng hoặc góc nghiêng theo đúng thiết kế. Sai lệch tâm hố khoan và độ lệch góc phải nằm trong phạm vi cho phép của tiêu chuẩn.
• Rửa hố khoan và thí nghiệm ép nước: Trước khi tiến hành phụt vữa, hố khoan phải được rửa sạch bằng nước hoặc hỗn hợp nước - khí nén để loại bỏ hoàn toàn mùn khoan và đất sét bám trên thành khe nứt. Sau đó, tiến hành thí nghiệm ép nước để xác định mức độ thấm nước ban đầu của đá nền (tính bằng đơn vị Lugeon).
• Kỹ thuật phụt vữa: Áp dụng phương pháp phụt từ trên xuống dưới (phụt phân đoạn có sử dụng nút chặn) hoặc phụt từ dưới lên trên tùy thuộc vào mức độ ổn định của thành hố khoan. Quá trình phụt phải tuân thủ nguyên tắc thay đổi tỷ lệ nước/xi măng (N/X) từ loãng đến đặc dần dựa trên tốc độ hấp thụ vữa của nền đá.
• Kiểm soát áp lực và lưu lượng: Áp lực phụt phải được tăng dần đến trị số thiết kế và duy trì ổn định. Phải theo dõi liên tục lưu lượng tiêu hao vữa để kịp thời xử lý các sự cố như phì vữa lên mặt đất, mất vữa đột ngột hoặc tắc nghẽn đường ống.
• Kết thúc phụt và lấp hố: Quy định tiêu chuẩn dừng phụt khi lượng tiêu thụ vữa giảm xuống dưới mức giới hạn quy định dưới áp lực thiết kế trong một khoảng thời gian liên tục (thường từ 20 phút đến 30 phút). Sau khi hoàn thành phụt vữa, hố khoan phải được lấp đầy bằng vữa xi măng đặc hoặc vữa sét - xi măng dưới áp lực cao.

Kiểm tra chất lượng và nghiệm thu công trình

• Bố trí hố kiểm tra: Sau khi hoàn thành công tác phụt vữa tại một khu vực theo thiết kế, phải tiến hành khoan các hố kiểm tra (chiếm tỷ lệ từ 5% đến 10% tổng số hố phụt) để lấy mẫu lõi đá, quan sát mức độ lấp đầy khe nứt và tiến hành thí nghiệm ép nước kiểm tra hệ số thấm sau xử lý.
• Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng: Nền đá sau khi xử lý phải đạt được trị số thấm nước (Lugeon) mục tiêu và các chỉ tiêu cơ lý theo đúng yêu cầu của hồ sơ thiết kế đã được phê duyệt.
• Hồ sơ nghiệm thu: Nhà thầu thi công phải lập và bàn giao đầy đủ hồ sơ nghiệm thu bao gồm: nhật ký khoan phụt chi tiết cho từng hố, biểu đồ quan trắc áp lực và lưu lượng phụt, kết quả thí nghiệm ép nước trước và sau khi phụt, bản vẽ hoàn công mặt bằng và mặt cắt hệ thống hố khoan phụt vữa.

Hiệu lực thi hành

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8645:2019 có hiệu lực thi hành kể từ ngày ban hành và thay thế hoàn toàn cho tiêu chuẩn TCVN 8645:2011. Các dự án, công trình thủy lợi bắt đầu triển khai bước thiết kế hoặc thi công sau ngày tiêu chuẩn này có hiệu lực phải áp dụng các quy định kỹ thuật nêu trên để đảm bảo tính thống nhất và chất lượng công trình.